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JP7507136B2 - Bioelectrode composition, bioelectrode, and method for producing bioelectrode - Google Patents

Bioelectrode composition, bioelectrode, and method for producing bioelectrode Download PDF

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JP7507136B2 JP2021172800A JP2021172800A JP7507136B2 JP 7507136 B2 JP7507136 B2 JP 7507136B2 JP 2021172800 A JP2021172800 A JP 2021172800A JP 2021172800 A JP2021172800 A JP 2021172800A JP 7507136 B2 JP7507136 B2 JP 7507136B2
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Description

本発明は、生体の皮膚に接触し、皮膚からの電気信号によって心拍数等の体の状態を検知することができる生体電極、及びその製造方法、並びに生体電極に好適に用いられる生体電極組成物に関する。 The present invention relates to a bioelectrode that can be brought into contact with the skin of a living body and detect bodily conditions such as heart rate by electrical signals from the skin, a method for producing the same, and a bioelectrode composition suitable for use in the bioelectrode.

近年、IoT(Internet of Things)の普及と共にウェアラブルデバイスの開発が進んでいる。インターネットに接続できる時計や眼鏡がその代表例である。また、医療分野やスポーツ分野においても、体の状態を常時モニタリングできるウェアラブルデバイスが必要とされており、今後の成長分野である。 In recent years, the development of wearable devices has progressed along with the spread of IoT (Internet of Things). Typical examples are watches and glasses that can connect to the Internet. Furthermore, in the medical and sports fields, there is a demand for wearable devices that can constantly monitor the condition of the body, and these are expected to be growth areas in the future.

医療分野では、例えば電気信号によって心臓の動きを感知する心電図測定のように、微弱電流のセンシングによって体の臓器の状態をモニタリングするウェアラブルデバイスが検討されている。心電図の測定では、導電ペーストを塗った電極を体に装着して測定を行うが、これは1回だけの短時間の測定である。これに対し、上記のような医療用のウェアラブルデバイスの開発が目指すのは、数日間連続して常時健康状態をモニターするデバイスの開発である。従って、医療用ウェアラブルデバイスに使用される生体電極には、長時間使用した場合にも導電性の変化がないことや肌アレルギーがないことが求められる。また、これらに加えて、軽量であること、低コストで製造できることも必要である。 In the medical field, wearable devices that monitor the state of the body's organs by sensing weak currents, such as in electrocardiograms, which detect the movement of the heart through electrical signals, are being considered. In electrocardiograms, electrodes coated with conductive paste are attached to the body to perform the measurement, but this is a one-time, short-term measurement. In contrast, the aim of developing medical wearable devices such as those described above is to develop devices that constantly monitor health conditions for several consecutive days. Therefore, bioelectrodes used in medical wearable devices are required to have no change in conductivity even when used for long periods of time and not cause skin allergies. In addition to these, they also need to be lightweight and able to be manufactured at low cost.

新型コロナウイルスの世界への蔓延に伴って、病院の容量を超えた多くのウイルス感染者が入院することによる医療崩壊を防ぐために、在宅医療の必要性が問われている。在宅の人の健康状態を病院にいる医師が診断できるオンライン診療が提案されており、そのために低コストで高精度なウェアラブルデバイスの開発が求められているのである。 As the novel coronavirus spreads around the world, the need for home medical care is being called into question in order to prevent the collapse of medical care due to the hospitalization of so many virus-infected people that hospital capacity is exceeded. Online medical examinations that would allow doctors in hospitals to diagnose the health of people at home have been proposed, and for this there is a demand for the development of low-cost, highly accurate wearable devices.

医療用ウェアラブルデバイスとしては、体に貼り付けるタイプと、衣服に組み込むタイプがあり、体に貼り付けるタイプとしては、上記の導電ペーストの材料である水と電解質を含む水溶性ゲルを用いた生体電極が提案されている(特許文献1)。水溶性ゲルは、水を保持するための水溶性ポリマー中に、電解質としてナトリウム、カリウム、カルシウムを含んでおり、肌からのイオン濃度の変化を電気に変換する。一方、衣服に組み込むタイプとしては、PEDOT-PSS(Poly-3,4-ethylenedioxythiophene-Polystyrenesulfonate)のような導電性ポリマーや銀ペーストを繊維に組み込んだ布を電極に使う方法が提案されている(特許文献2)。 Medical wearable devices include those that are attached to the body and those that are incorporated into clothing. As for the type that is attached to the body, a bioelectrode that uses a water-soluble gel containing water and electrolytes, which are the materials for the conductive paste mentioned above, has been proposed (Patent Document 1). The water-soluble gel contains sodium, potassium, and calcium as electrolytes in a water-soluble polymer that holds water, and converts changes in ion concentration from the skin into electricity. On the other hand, as for the type that is incorporated into clothing, a method has been proposed that uses a conductive polymer such as PEDOT-PSS (Poly-3,4-ethylenedioxythiophene-Polystyrenesulfonate) or cloth with silver paste incorporated into the fibers as an electrode (Patent Document 2).

しかしながら、上記の水と電解質を含む水溶性ゲルを使用した場合には、乾燥によって水がなくなると導電性がなくなってしまうという問題があった。一方、銅等のイオン化傾向の高い金属を使用した場合には、人によっては肌アレルギーを引き起こすリスクがあるという問題があり、PEDOT-PSSのような導電性ポリマーを使用した場合にも、導電性ポリマーのドープに使われない余剰のポリスチレンスルホン酸の酸性が強いために肌アレルギーを引き起こすリスクがあるという問題、洗濯中に繊維から導電ポリマーが剥がれ落ちる問題があった。 However, when using the above-mentioned water-soluble gel containing water and electrolytes, there is a problem that the conductivity is lost when the water dries out. On the other hand, when using metals with a high tendency to ionize, such as copper, there is a problem that some people may experience skin allergies, and when using conductive polymers such as PEDOT-PSS, there is a problem that the surplus polystyrene sulfonic acid that is not used to dope the conductive polymer is highly acidic, so there is a risk of skin allergies, and there is also a problem that the conductive polymer peels off from the fibers during washing.

また、優れた導電性を有することから、金属ナノワイヤー、カーボンブラック、及びカーボンナノチューブ等を電極材料として使用することも検討されている(特許文献3、4、5)。金属ナノワイヤーはワイヤー同士の接触確率が高くなるため、少ない添加量で通電することができる。しかしながら、金属ナノワイヤーは先端が尖った細い材料であるため、肌アレルギー発生の原因となる。また、カーボンナノチューブも同様の理由で生体への刺激性がある。カーボンブラックはカーボンナノチューブほどの毒性はないものの、肌に対する刺激性が若干ある。このように、そのもの自体がアレルギー反応を起こさなくても、材料の形状や刺激性によって生体適合性が悪化する場合があり、導電性と生体適合性を両立させることは困難であった。 In addition, because of their excellent electrical conductivity, the use of metal nanowires, carbon black, carbon nanotubes, and the like as electrode materials has also been considered (Patent Documents 3, 4, and 5). Metal nanowires have a high probability of contact between wires, so they can conduct electricity with a small amount of additive. However, metal nanowires are thin materials with sharp tips, which can cause skin allergies. Carbon nanotubes are also irritating to living organisms for the same reason. Carbon black is not as toxic as carbon nanotubes, but it is slightly irritating to the skin. Thus, even if the material itself does not cause an allergic reaction, the shape and irritation of the material can cause the material to have poor biocompatibility, making it difficult to achieve both electrical conductivity and biocompatibility.

金属膜は導電性が非常に高いために優れた生体電極として機能すると思われるが、必ずしもそうではない。心臓の鼓動によって肌から放出されるのは微弱電流だけではなく、ナトリウムイオン、カリウムイオン、カルシウムイオンである。このためイオンの濃度変化を電流に変える必要があるが、イオン化しづらい貴金属は肌からのイオンを電流に変える効率が悪い。よって貴金属を使った生体電極はインピーダンスが高く、肌との通電は高抵抗である。 Metal films have extremely high electrical conductivity, so one would think they would function as excellent bioelectrodes, but this is not necessarily the case. When the heart beats, not only a weak current is released from the skin, but also sodium ions, potassium ions, and calcium ions. For this reason, it is necessary to convert the change in ion concentration into electrical current, but precious metals, which are difficult to ionize, are inefficient at converting ions from the skin into electrical current. Therefore, bioelectrodes that use precious metals have high impedance, and there is high resistance to electrical current passing through the skin.

イオン性のポリマーを添加した生体電極が提案されている(特許文献6、7、8)。シリコーン粘着剤にイオンポリマーとカーボン粉を添加して混合した生体電極は粘着性を有し、撥水性が高いためにシャワーを浴びたり汗をかいた状態で長時間肌に貼り付けても安定的に生体信号を採取することが可能である。イオンポリマーは肌を通過しないために肌への刺激性がなく生体適合性が高く、これによっても長時間の装着を可能とする生体電極である。 Bioelectrodes with added ionic polymers have been proposed (Patent Documents 6, 7, 8). Bioelectrodes made by adding ionic polymers and carbon powder to a silicone adhesive have adhesive properties and are highly water repellent, making it possible to stably collect biosignals even when attached to the skin for long periods of time after showering or sweating. Ionic polymers do not pass through the skin, so they are not irritating to the skin and are highly biocompatible, which also makes it possible to wear the bioelectrode for long periods of time.

シリコーンは本来絶縁物であるが、イオンポリマーとカーボン粉との組み合わせによってイオン導電性が向上し、生体電極として機能するのである。しかしながら、更なるイオン導電性の向上による性能の向上が求められている。 Silicone is an insulator by nature, but the combination of ionic polymer and carbon powder improves its ionic conductivity, allowing it to function as a bioelectrode. However, there is a demand for further improvements in performance through improved ionic conductivity.

印刷によってデバイスが製造されるプリンタブルエレクトロニクスが注目されている。生体用デバイスにおいてもロールツーロール印刷による生産が可能になれば、生産性向上によるコスト低減が可能になる。プリンタブルエレクトロニクスは軽量で薄膜である特徴も有する。肌に貼り付けたときの装着感を低減するためにも軽薄短小である必要がある。 Printable electronics, in which devices are manufactured by printing, are attracting attention. If it becomes possible to produce biomedical devices using roll-to-roll printing, it will be possible to reduce costs by improving productivity. Printable electronics also have the characteristics of being lightweight and thin. They need to be light, thin, small and compact in order to reduce the feeling of contact when attached to the skin.

ウェアラブルデバイスは、肌に数日間貼り付けて剥がした後に肌上に残渣があってはならない。特に生体電極においては、肌に貼り付けるための十分な粘着性だけでなく、剥がした後の残渣を防止するために十分な膜強度を有していなければならない。 Wearable devices must be attached to the skin for several days and then removed without leaving any residue on the skin. Bioelectrodes in particular must not only be sufficiently adhesive to be attached to the skin, but also have sufficient film strength to prevent residue from being left behind after removal.

生体電極を印刷によって生産するためには、生体電極印刷用のインクを調合してから印刷まで、あるいは印刷から膜を固化させるためのベークまでの時間のマージンが必要である。この時間マージンがないと、例えばインク調合から印刷までの時間的な余裕が無く、時間を厳格にコントロールしないといけなくなり、突然のトラブルによって印刷装置が止まってしまった場合に対応できない。印刷による安定生産のためには、インクの調合から印刷そして膜の硬化までの時間的な余裕が確保できる材料が必要である。 To produce bioelectrodes by printing, a time margin is required between mixing the ink for printing bioelectrodes and printing, or between printing and baking to harden the film. Without this time margin, for example, there would be no time leeway between mixing the ink and printing, and time would have to be strictly controlled, making it impossible to respond if a sudden problem caused the printing equipment to stop. For stable production by printing, materials are needed that ensure a time leeway between mixing the ink and printing and hardening the film.

国際公開第2013/039151号International Publication No. 2013/039151 特開2015-100673号公報JP 2015-100673 A 特開平5-095924号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-095924 特開2003-225217号公報JP 2003-225217 A 特開2015-019806号公報JP 2015-019806 A 特開2018-99504号公報JP 2018-99504 A 特開2018-126496号公報JP 2018-126496 A 特開2018-130533号公報JP 2018-130533 A

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、導電性及び生体適合性に優れ、軽量であり、かつ低コストで製造することができ、肌に貼り付けて剥がした後に肌上への残渣が生じることが無い生体電極用の生体接触層を形成できる生体電極組成物、該生体電極組成物で生体接触層を形成した生体電極、及びその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and aims to provide a bioelectrode composition that can form a biocontact layer for a bioelectrode that is highly conductive and biocompatible, lightweight, can be manufactured at low cost, and leaves no residue on the skin after being attached to the skin and removed, a bioelectrode in which a biocontact layer is formed from the bioelectrode composition, and a method for manufacturing the same.

上記課題を達成するために、本発明では、下記生体電極組成物および生体電極を提案するものである。 To achieve the above objectives, the present invention proposes the following bioelectrode composition and bioelectrode.

即ち、本発明は、(A)イオン性の高分子材料と、(B)少なくともヒドロシリル基を有する付加反応硬化型のシリコーン、(C)白金族系触媒、及び溶剤を含有する生体電極組成物であって、前記生体電極組成物中の水分の含有率が0.2質量%以下であり、前記溶剤がヒドロキシ基、カルボキシル基、窒素原子、チオール基を含まないエーテル系、エステル系及びケトン系溶剤のうちいずれか1つ以上を含むものであることを特徴とする生体電極組成物を提供する。 That is, the present invention provides a bioelectrode composition containing (A) an ionic polymer material, (B) an addition reaction curing type silicone having at least a hydrosilyl group, (C) a platinum group catalyst, and a solvent, characterized in that the water content in the bioelectrode composition is 0.2 mass% or less, and the solvent contains one or more of ether-based, ester-based, and ketone-based solvents that do not contain a hydroxyl group, a carboxyl group, a nitrogen atom, or a thiol group.

本発明の生体電極組成物であれば、導電性及び生体適合性に優れ、軽量であり、かつ低コストで製造することができ、肌に貼り付けて剥がした後に肌上への残渣が生じることが無い生体電極用の生体接触層を形成できる。 The bioelectrode composition of the present invention can form a biocontact layer for a bioelectrode that is highly conductive and biocompatible, lightweight, and can be manufactured at low cost, and does not leave any residue on the skin after application and removal.

前記生体電極組成物は、(A)成分として前記イオン性の高分子材料を含有する溶液と、(B)成分として前記少なくともヒドロシリル基を有する付加反応硬化型のシリコーン、及び(C)成分として前記白金族系触媒を含有する溶液の混合物であって、前記(A)成分及び前記(B)成分中の水分がどちらも0.2質量%以下であることができる。 The bioelectrode composition is a mixture of a solution containing the ionic polymer material as component (A), an addition reaction curing type silicone having at least a hydrosilyl group as component (B), and a solution containing the platinum group catalyst as component (C), and the moisture content in both component (A) and component (B) can be 0.2 mass% or less.

このような生体電極組成物であれば、(A)成分と(B)成分の水分含有率が低いため、(A)成分と(B)成分を混合した直後からヒドロシリル基の失活反応が進行することがなく、(A)成分と(B)成分、(C)成分を混合して放置した後に生体電極を形成した場合であっても、これを肌に貼り付けて生体信号を取得後にこれを剥がした後に肌上に残渣が生じることが無い。 In such a bioelectrode composition, the moisture content of components (A) and (B) is low, so that the deactivation reaction of the hydrosilyl group does not proceed immediately after mixing components (A) and (B). Even if components (A), (B), and (C) are mixed and left to stand to form a bioelectrode, no residue is left on the skin when the bioelectrode is attached to the skin, a biosignal is acquired, and then the bioelectrode is peeled off.

この場合、前記(A)成分の溶液の溶剤が、ヒドロキシ基、カルボキシル基、窒素原子、チオール基を含まないエーテル系、エステル系及びケトン系溶剤のうちいずれか1つ以上であり、前記(B)成分が、無溶剤であるか炭化水素系又はエーテル系溶剤の溶液であることができる。 In this case, the solvent of the solution of component (A) is one or more of ether-based, ester-based, and ketone-based solvents that do not contain hydroxyl groups, carboxyl groups, nitrogen atoms, or thiol groups, and component (B) can be solvent-free or a solution of a hydrocarbon-based or ether-based solvent.

(A)成分のイオン性の高分子材料は、極性が高いためにこのようなエーテル系、エステル系及びケトン系溶剤のうちいずれか1つ以上に溶解しやすく、(B)成分のヒドロシリル基を有するオルガノシリコーンは炭化水素系又はエーテル系溶剤に溶解しやすい(無溶剤でもよい)。(A)成分と(B)成分を混合する場合、イオン性の高分子化合物(高分子材料)を予め溶剤に溶解させておくと、混合を素早く行うことが出来る。 The ionic polymeric material of component (A) is highly polar and therefore easily dissolves in one or more of these ether, ester and ketone solvents, while the organosilicon having hydrosilyl groups of component (B) is easily dissolved in hydrocarbon or ether solvents (solvent-free is also acceptable). When mixing components (A) and (B), mixing can be carried out quickly if the ionic polymeric compound (polymeric material) is dissolved in a solvent beforehand.

また、本発明の生体電極組成物では、前記(A)成分中の前記イオン性の高分子材料が、フルオロスルホン酸、フルオロスルホンイミド、及びN-カルボニルフルオロスルホンアミドのうちのいずれかのナトリウム塩、カリウム塩、銀塩から選ばれる構造を有する繰り返し単位を含有する高分子化合物であることが好ましい。 In addition, in the bioelectrode composition of the present invention, it is preferable that the ionic polymer material in the component (A) is a polymer compound containing a repeating unit having a structure selected from the sodium salt, potassium salt, and silver salt of any of fluorosulfonic acid, fluorosulfonimide, and N-carbonylfluorosulfonamide.

このような生体電極組成物であれば、導電性及び生体適合性に優れ、軽量であり、かつ低コストで製造することができ、水に濡れても乾燥しても導電性が大幅に低下することがない生体電極用の生体接触層を好適に形成できる。 Such a bioelectrode composition is excellent in electrical conductivity and biocompatibility, lightweight, and can be manufactured at low cost, and can be used to form a biocontact layer for a bioelectrode that does not lose electrical conductivity significantly whether it is wet or dried.

この場合、前記構造が下記一般式(1)-1から(1)-4で示されるものであることが好ましい。

Figure 0007507136000001
(式中、Rf、Rfは水素原子、フッ素原子、酸素原子、メチル基、又はトリフルオロメチル基であり、Rfが酸素原子の時、Rfも酸素原子であり、結合する炭素原子とともにカルボニル基を形成し、Rf、Rfは水素原子、フッ素原子、又はトリフルオロメチル基であり、かつ、Rf~Rfのうち1つ以上はフッ素原子又はトリフルオロメチル基である。Rf、Rf、Rfは、フッ素原子、炭素数1~4の直鎖状、又は炭素数3、4の分岐状のアルキル基であり、少なくとも1つ以上のフッ素原子を有する。mは1~4の整数である。Mはナトリウム、カリウム、又は銀である。) In this case, the structure is preferably one represented by the following general formulas (1)-1 to (1)-4.
Figure 0007507136000001
(In the formula, Rf 1 and Rf 2 are a hydrogen atom, a fluorine atom, an oxygen atom, a methyl group, or a trifluoromethyl group. When Rf 1 is an oxygen atom, Rf 2 is also an oxygen atom and forms a carbonyl group together with the carbon atom to which it is bonded. Rf 3 and Rf 4 are a hydrogen atom, a fluorine atom, or a trifluoromethyl group, and at least one of Rf 1 to Rf 4 is a fluorine atom or a trifluoromethyl group. Rf 5 , Rf 6 , and Rf 7 are a fluorine atom, a linear alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a branched alkyl group having 3 or 4 carbon atoms, and have at least one fluorine atom. m is an integer of 1 to 4. M is sodium, potassium, or silver.)

このような生体電極組成物であれば、本発明の効果をより向上させることができる。 Such a bioelectrode composition can further improve the effects of the present invention.

更に、前記一般式(1)-1、(1)-2で示されるフルオロスルホン酸、(1)-3で示されるスルホンイミド、又は(1)-4で示されるスルホンアミドのナトリウム塩、カリウム塩、銀塩から選ばれる1種以上の繰り返し単位が、下記一般式(2)に記載の繰り返し単位a1~a7から選ばれる1種以上を有する繰り返し単位であることが好ましい。

Figure 0007507136000002
(式中、R、R、R、R、R10、R11、及びR13は、それぞれ独立に水素原子又はメチル基であり、R、R、R、R、及びR12は、それぞれ独立に単結合、エステル基、あるいはエーテル基、エステル基のいずれか又はこれらの両方を有していてもよい炭素数1~13の直鎖状、炭素数3~12の分岐状又は環状の2価炭化水素基のいずれかである。Rは、炭素数1~4の直鎖状、又は炭素数3~12の分岐状のアルキレン基であり、R中の水素原子のうち、1個又は2個がフッ素原子で置換されていてもよい。X、X、X、X、及びXは、それぞれ独立に単結合、フェニレン基、ナフチレン基、エーテル基、エステル基、アミド基のいずれかであり、Xは、単結合、エーテル基、エステル基のいずれかであり、Xは、単結合、炭素数6~12のアリーレン基、又は-C(=O)-O-X10-であり、X10は炭素数1~12の直鎖状、分岐状、環状のアルキレン基、又は炭素数6~10の2価の芳香族炭化水素基であり、X10中にエーテル基、カルボニル基、エステル基を有していても良い。Yは酸素原子、又は-NR19-基であり、R19は水素原子、炭素数1~4の直鎖状、又は炭素数3、4の分岐状のアルキル基であり、YとRとは結合し環を形成していてもよい。mは1~4の整数である。a1、a2、a3、a4、a5、a6、及びa7は、0≦a1≦1.0、0≦a2≦1.0、0≦a3≦1.0、0≦a4≦1.0、0≦a5≦1.0、0≦a6≦1.0、0≦a7≦1.0であり、0<a1+a2+a3+a4+a5+a6+a7≦1.0を満たす数である。M、Rf、Rf、Rfは前述と同様である。) Furthermore, it is preferable that the one or more repeating units selected from the sodium salt, potassium salt, and silver salt of fluorosulfonic acid represented by general formula (1)-1 or (1)-2, sulfonimide represented by (1)-3, or sulfonamide represented by (1)-4 have one or more repeating units selected from repeating units a1 to a7 represented by general formula (2) below.
Figure 0007507136000002
(In the formula, R 1 , R 3 , R 5 , R 8 , R 10 , R 11 and R 13 are each independently a hydrogen atom or a methyl group; R 2 , R 4 , R 6 , R 9 and R 12 are each independently a single bond, an ester group, or a linear, branched or cyclic divalent hydrocarbon group having 1 to 13 carbon atoms which may have an ether group, an ester group or both; R 7 is a linear, branched or cyclic alkylene group having 1 to 4 carbon atoms or a branched alkylene group having 3 to 12 carbon atoms, and one or two of the hydrogen atoms in R 7 may be substituted with a fluorine atom; X 1 , X 2 , X 3 , X 4 and X 6 are each independently a single bond, a phenylene group, a naphthylene group, an ether group, an ester group or an amide group; X X 5 is a single bond, an ether group, or an ester group, X 7 is a single bond, an arylene group having 6 to 12 carbon atoms, or -C(=O)-O-X 10 -, X 10 is a linear, branched, or cyclic alkylene group having 1 to 12 carbon atoms, or a divalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 10 carbon atoms, and X 10 may have an ether group, a carbonyl group, or an ester group. Y is an oxygen atom or a -NR 19 - group, R 19 is a hydrogen atom, or a linear alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a branched alkyl group having 3 or 4 carbon atoms, and Y and R 4 may be bonded to form a ring. m is an integer of 1 to 4. a1, a2, a3, a4, a5, a6, and a7 are numbers satisfying 0≦a1≦1.0, 0≦a2≦1.0, 0≦a3≦1.0, 0≦a4≦1.0, 0≦a5≦1.0, 0≦a6≦1.0, and 0≦a7≦1.0, and 0<a1+a2+a3+a4+a5+a6+a7≦1.0. M, Rf 5 , Rf 6 , and Rf 7 are the same as those described above.

このような生体電極組成物であれば、本発明の効果をより一層向上させることができる。 Such a bioelectrode composition can further improve the effects of the present invention.

また、本発明では前記(B)成分が、ヒドロシリル基を有するオルガノポリシロキサンを含有するものであることができる。 In addition, in the present invention, the component (B) may contain an organopolysiloxane having a hydrosilyl group.

また、前記(B)成分が、ヒドロシリル基を有するオルガノポリシロキサンに加えてアルケニル基を有するジオルガノポリシロキサンを含有するものであってもよい。 The (B) component may also contain a diorganopolysiloxane having an alkenyl group in addition to an organopolysiloxane having a hydrosilyl group.

本発明の生体電極組成物では、このような(B)成分を好適に用いることができる。 In the bioelectrode composition of the present invention, such component (B) can be suitably used.

また、前記(B)成分として、更にRSiO(4-x)/2単位(Rは炭素数1~10の置換又は非置換の一価炭化水素基、xは2.5~3.5の範囲である。)及びSiO単位を有するシリコーン樹脂を含有するものであってもよい。 The component (B) may further contain a silicone resin having R x SiO (4-x)/2 units (R is a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and x is in the range of 2.5 to 3.5) and SiO 2 units.

このような(B)成分を含むものであると、粘着力が向上する。 When this type of component (B) is included, the adhesive strength is improved.

また、本発明では前記(A)成分が、イオン性の高分子材料に加えてアルケニル基を有するジオルガノシロキサンを含有するものであることができる。 In addition, in the present invention, the component (A) may contain a diorganosiloxane having an alkenyl group in addition to the ionic polymer material.

本発明の生体電極組成物では、このような(A)成分を好適に用いることができる。 Component (A) can be suitably used in the bioelectrode composition of the present invention.

また、前記(A)成分として、更にRSiO(4-x)/2単位(Rは炭素数1~10の置換又は非置換の一価炭化水素基、xは2.5~3.5の範囲である。)及びSiO単位を有するシリコーン樹脂を含有するものであってもよい。 The component (A) may further contain a silicone resin having R x SiO (4-x)/2 units (R is a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and x is in the range of 2.5 to 3.5) and SiO 2 units.

このような(A)成分を含むものであると、粘着力が向上する。 When this type of component (A) is included, the adhesive strength is improved.

また、本発明では更に(D)成分として、前記(A)成分中又は前記(B)成分中に、カーボン粉、金属粉、ケイ素粉、チタン酸リチウム粉、及び金属塩化物粉から選択される1種類以上を含有するものであることができる。 In addition, the present invention may further include, as component (D), one or more selected from carbon powder, metal powder, silicon powder, lithium titanate powder, and metal chloride powder contained in component (A) or component (B).

このような導電性粉末(カーボン粉、金属粉、ケイ素粉、チタン酸リチウム粉、及び金属塩化物粉)をさらに添加することによって一層導電性を向上させることができる。 The conductivity can be further improved by further adding such conductive powders (carbon powder, metal powder, silicon powder, lithium titanate powder, and metal chloride powder).

この場合、前記カーボン粉が、カーボンブラック、黒鉛及びカーボンナノチューブのいずれか又はこれらの組み合わせであることが好ましく、更にイオン成分を含有するものであることもできる。 In this case, the carbon powder is preferably any one of carbon black, graphite, and carbon nanotubes, or a combination of these, and may further contain ionic components.

このようなものであれば、より一層導電性を向上させることができる。 This would allow for even greater improvement in conductivity.

また、前記金属粉が、金、銀、白金、銅、錫、チタン、ニッケル、アルミニウム、タングステン、モリブデン、ルテニウム、クロム、インジウムから選ばれる金属粉であることが好ましく、銀粉が特に好ましい。 The metal powder is preferably a metal powder selected from gold, silver, platinum, copper, tin, titanium, nickel, aluminum, tungsten, molybdenum, ruthenium, chromium, and indium, with silver powder being particularly preferred.

このようなものであれば、電子導電性を高めることができる。 Such a material can increase electronic conductivity.

また、本発明は、上記生体電極組成物の製造方法であって、前記(A)イオン性の高分子材料と、前記(B)少なくともヒドロシリル基を有する付加反応硬化型のシリコーン、及び前記(C)白金族系触媒を別々の容器で保管し、生体電極を作製するときにそれぞれを混合して生体電極組成物とすることを特徴とする生体電極組成物の製造方法を提供する。 The present invention also provides a method for producing the bioelectrode composition, which is characterized in that the (A) ionic polymer material, the (B) addition reaction curing type silicone having at least a hydrosilyl group, and the (C) platinum group catalyst are stored in separate containers, and when producing a bioelectrode, they are mixed to produce the bioelectrode composition.

本発明の生体電極組成物の製造方法であれば、導電性及び生体適合性に優れ、軽量であり、肌に貼り付けて剥がした後に肌上への残渣が生じることが無い生体電極用の生体接触層を形成できる生体電極組成物を効率よくかつ低コストで製造することができる。 The method for producing a bioelectrode composition of the present invention makes it possible to efficiently and at low cost produce a bioelectrode composition that is excellent in electrical conductivity and biocompatibility, lightweight, and capable of forming a biocontact layer for a bioelectrode that leaves no residue on the skin after application to the skin and removal.

また、本発明の生体電極組成物の製造方法では、前記(D)成分を、前記(C)成分を混合する前か混合と同時に、前記(A)成分又は前記(B)成分中に混合することができる。 In addition, in the method for producing a bioelectrode composition of the present invention, the (D) component can be mixed into the (A) component or the (B) component before or simultaneously with mixing the (C) component.

このような生体電極組成物の製造方法であれば、(D)成分由来の水分による影響を小さくすることができる。 This method of manufacturing the bioelectrode composition can reduce the effect of moisture derived from component (D).

また、本発明は、導電性基材と該導電性基材上に形成された生体接触層とを有する生体電極であって、前記生体接触層が、上記生体電極組成物の硬化物であることを特徴とする生体電極を提供する。 The present invention also provides a bioelectrode having a conductive substrate and a biocontact layer formed on the conductive substrate, the bioelectrode being characterized in that the biocontact layer is a cured product of the bioelectrode composition.

本発明の生体電極であれば、導電性及び生体適合性に優れ、軽量であり、肌に貼り付けて剥がした後に肌上への残渣が生じることが無い。 The bioelectrode of the present invention has excellent electrical conductivity and biocompatibility, is lightweight, and leaves no residue on the skin after application and removal.

この場合、前記導電性基材が、金、銀、塩化銀、白金、アルミニウム、マグネシウム、スズ、タングステン、鉄、銅、ニッケル、ステンレス、クロム、チタン、炭素、及び導電性ポリマーから選ばれる1種以上を含むものであることが好ましい。 In this case, it is preferable that the conductive substrate contains one or more selected from gold, silver, silver chloride, platinum, aluminum, magnesium, tin, tungsten, iron, copper, nickel, stainless steel, chromium, titanium, carbon, and conductive polymers.

本発明では、このような導電性基材を好適に用いることができる。 In the present invention, such conductive substrates can be suitably used.

また、本発明は、導電性基材と該導電性基材上に形成された生体接触層とを有する生体電極の製造方法であって、前記導電性基材上に、上記生体電極組成物を塗布し、硬化させることで前記生体接触層を形成することを特徴とする生体電極の製造方法を提供する。 The present invention also provides a method for producing a bioelectrode having a conductive substrate and a biocontact layer formed on the conductive substrate, characterized in that the bioelectrode composition is applied to the conductive substrate and cured to form the biocontact layer.

本発明の生体電極の製造方法であれば、導電性及び生体適合性に優れ、軽量であり、肌に貼り付けて剥がした後に肌上への残渣が生じることが無い生体電極を効率よくかつ低コストで製造することができる。 The manufacturing method of the bioelectrode of the present invention makes it possible to efficiently and inexpensively manufacture a bioelectrode that is highly conductive and biocompatible, lightweight, and leaves no residue on the skin after it is attached to the skin and removed.

この場合、前記導電性基材として、金、銀、塩化銀、白金、アルミニウム、マグネシウム、スズ、タングステン、鉄、銅、ニッケル、ステンレス、クロム、チタン、炭素、及び導電性ポリマーから選ばれる1種以上を含むものを用いることが好ましい。 In this case, it is preferable to use a conductive substrate containing one or more metals selected from gold, silver, silver chloride, platinum, aluminum, magnesium, tin, tungsten, iron, copper, nickel, stainless steel, chromium, titanium, carbon, and conductive polymers.

本発明では、このような導電性基材を好適に用いることができる。 In the present invention, such conductive substrates can be suitably used.

以上のように、本発明の(A)イオン性の高分子材料と、(B)少なくともヒドロシリル基を有する付加反応硬化型のシリコーン、(C)白金族系触媒、及び溶剤を含有する生体電極組成物であって、前記生体電極組成物中の水分の含有率が0.2質量%以下であり、前記溶剤がヒドロキシ基、カルボキシル基、窒素原子、チオール基を含まないエーテル系、エステル系及びケトン系溶剤のうちいずれか1つ以上を含むものであることを特徴とする生体電極組成物であれば、(A)~(C)成分を混合、塗布、ベーク時の付加反応の阻害を起こすことなく膜の硬化が可能で十分な膜強度であり、生体電極を肌に貼り付けて生体信号を測定し、剥がした後も肌上に残渣が生じることがない。(A)~(C)を混合して印刷するまでの時間や印刷してからベークするまでの時間が長くなっても、十分な膜強度を保持できて剥がした後の残渣が生じない。(A)~(C)成分を別々の容器に入れておけば長期の保管によって変質することが起こらない。 As described above, the bioelectrode composition of the present invention contains (A) an ionic polymer material, (B) an addition reaction curing type silicone having at least a hydrosilyl group, (C) a platinum group catalyst, and a solvent, and the water content in the bioelectrode composition is 0.2 mass% or less, and the solvent contains at least one of ether-based, ester-based, and ketone-based solvents that do not contain a hydroxyl group, a carboxyl group, a nitrogen atom, or a thiol group. The bioelectrode composition can harden a film without inhibiting the addition reaction when mixing, applying, and baking the components (A) to (C), and has sufficient film strength. After attaching the bioelectrode to the skin to measure a biosignal and peeling it off, no residue is left on the skin. Even if the time between mixing (A) to (C) and printing or the time between printing and baking is long, sufficient film strength is maintained and no residue is left after peeling. If the components (A) to (C) are stored in separate containers, deterioration does not occur due to long-term storage.

また、本発明の生体電極であれば、十分な粘着性を有し、肌との接触面積が一定で、肌からの電気信号を安定的に高感度で得ることができる。 In addition, the bioelectrode of the present invention has sufficient adhesiveness, a constant contact area with the skin, and can obtain electrical signals from the skin stably and with high sensitivity.

また、本発明の生体電極の製造方法であれば、導電性及び生体適合性に優れ、軽量であり、水に濡れても乾燥しても導電性が大幅に低下することがない本発明の生体電極を、低コストな印刷によって容易に製造することができる。 In addition, the manufacturing method of the bioelectrode of the present invention makes it possible to easily manufacture the bioelectrode of the present invention, which has excellent electrical conductivity and biocompatibility, is lightweight, and does not significantly decrease in electrical conductivity whether it is wet or dried, by low-cost printing.

本発明の生体電極の一例を示す概略断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a bioelectrode of the present invention. 本発明の生体電極を生体に装着した場合の一例を示す概略断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an example of the bioelectrode of the present invention attached to a living body. 本発明の実施例で作製した生体電極の印刷後の概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram of a bioelectrode produced in an example of the present invention after printing. 本発明の実施例で作製した生体電極の1つを切り取って、粘着層を取り付けた場合の概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing one of the bioelectrodes produced in the examples of the present invention cut out and with an adhesive layer attached. 本発明の実施例における生体信号の測定の際の、人体に対する電極及びアースの貼り付け場所を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the locations where electrodes and a ground are attached to the human body when measuring a biosignal in an embodiment of the present invention. 本発明の実施例の生体電極を用いて得られる1つの心電図波形である。1 is a diagram showing an electrocardiogram waveform obtained using a bioelectrode according to an embodiment of the present invention.

上述のように、導電性及び生体適合性に優れ、軽量であり、かつ低コストで製造することができ、肌に貼り付けて剥がした後に肌上への残渣が生じることが無い生体電極用の生体接触層を形成できる生体電極組成物、該生体電極組成物で生体接触層を形成した生体電極、及びその製造方法の開発が求められていた。 As described above, there has been a demand for the development of a bioelectrode composition capable of forming a biocontact layer for a bioelectrode that is highly conductive and biocompatible, lightweight, can be manufactured at low cost, and leaves no residue on the skin after application to the skin and removal from the skin, a bioelectrode in which a biocontact layer is formed from the bioelectrode composition, and a manufacturing method thereof.

心臓の鼓動に連動して肌表面から微弱電流とナトリウム、カリウム、カルシウムイオンが放出されるところ、生体電極は、肌から放出されたこれらイオンの増減を電気信号に変換する必要がある。そのため、生体電極を構成するには、イオンの増減を伝達するためのイオン導電性に優れた材料が必要である。 A weak electric current and sodium, potassium, and calcium ions are released from the skin surface in tandem with the heartbeat, and a bioelectrode must convert the increase or decrease in these ions released from the skin into an electrical signal. Therefore, to construct a bioelectrode, a material with excellent ionic conductivity is required to transmit the increase or decrease in ions.

本発明者らは、高イオン導電性の材料としてイオン性液体に着目した。イオン性液体は熱的、化学的安定性が高く、導電性に優れる特徴を有しており、バッテリー用途への応用が広がっている。また、イオン性液体としては、スルホニウム、ホスホニウム、アンモニウム、モルホリニウム、ピリジニウム、ピロリジニウム、イミダゾリウムの塩酸塩、臭化水素塩、ヨウ化水素塩、トリフルオロメタンスルホン酸塩、ノナフルオロブタンスルホン酸塩、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド酸塩、ヘキサフルオロホスファート塩、テトラフルオロボラート塩等が知られている。しかしながら、一般的にこれらの塩(特に分子量の小さいもの)は水和性が高いため、これらの塩を添加した生体電極組成物で生体接触層を形成した生体電極は、汗や洗濯によって塩が抽出され、導電性が低下する欠点があった。また、テトラフルオロボラート塩は毒性が高く、他の塩は水溶性が高いために肌の中に容易に浸透してしまい肌荒れが生じる(つまり、肌に対する刺激性が強い)という問題があった。 The present inventors focused on ionic liquids as a material with high ionic conductivity. Ionic liquids have the characteristics of high thermal and chemical stability and excellent conductivity, and are being widely used in battery applications. In addition, hydrochlorides, hydrobromides, hydroiodides, trifluoromethanesulfonates, nonafluorobutanesulfonates, bis(trifluoromethanesulfonyl)imidates, hexafluorophosphate salts, tetrafluoroborate salts, etc. of sulfonium, phosphonium, ammonium, morpholinium, pyridinium, pyrrolidinium, and imidazolium are known as ionic liquids. However, since these salts (especially those with small molecular weights) generally have high hydration properties, bioelectrodes in which a biocontact layer is formed using a bioelectrode composition to which these salts have been added have the disadvantage that the salts are extracted by sweat or washing, resulting in a decrease in conductivity. In addition, tetrafluoroborate salts are highly toxic, and other salts are highly water-soluble, so they easily penetrate into the skin, causing rough skin (i.e., they are highly irritating to the skin).

中和塩を形成する酸の酸性度が高いとイオンが強く分極し、イオン導電性が向上する。リチウムイオン電池として、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド酸やトリス(トリフルオロメタンスルホニル)メチド酸のリチウム塩が高いイオン導電性を示すのはこのためである。一方、酸強度が高くなればなるほど、この塩は生体刺激性が強いという問題がある。つまり、イオン導電性と生体刺激性はトレードオフの関係である。しかしながら、生体電極に適用する塩では、高イオン導電特性と低生体刺激性が両立されなければならない。 When the acid that forms the neutralized salt is highly acidic, the ions are strongly polarized, improving ionic conductivity. This is why lithium salts of bis(trifluoromethanesulfonyl)imide acid and tris(trifluoromethanesulfonyl)methide acid show high ionic conductivity in lithium-ion batteries. On the other hand, the higher the acid strength, the stronger the bioirritation of the salt. In other words, there is a trade-off between ionic conductivity and bioirritation. However, salts used in bioelectrodes must have both high ionic conductivity and low bioirritation.

塩化合物の分子量が大きくなればなるほど、又立体的に高次構造なほど、肌への浸透性が低下して肌への刺激性が低下する。そこで、本発明者らは、イオン性の高分子化合物を生体電極組成物に添加することに想到した。 The larger the molecular weight of the salt compound, and the higher the three-dimensional structure, the less permeable it is to the skin, and the less irritating it is to the skin. Therefore, the inventors came up with the idea of adding an ionic polymer compound to the bioelectrode composition.

更に、本発明者らは、この塩を、粘着剤(樹脂)に混合したものを用いることによって、常に肌に密着し、長時間安定的な電気信号を得ることができることに想到した。粘着剤としては、生体適合性、皮膚呼吸性、剥がしたときの肌の変形を抑えて赤みを抑えるという観点で、シリコーン粘着剤を用いることが好ましいと考えた。 The inventors further came up with the idea that by mixing this salt into an adhesive (resin), it would be possible to obtain a stable electrical signal for a long period of time while maintaining constant contact with the skin. As an adhesive, they considered it preferable to use a silicone adhesive from the viewpoints of biocompatibility, skin breathing, and suppressing deformation of the skin and redness when the adhesive is removed.

シリコーン粘着剤は、架橋性のシリコーンとMQレジンとのハイブリッドからなるが、架橋反応としてパーオキサイドの分解によるラジカル架橋又はヒドロシリル基とビニル基とのヒドロシリル化反応が用いられる。生体電極組成物としてカーボンの添加は導電性向上に効果的であるが、カーボンはラジカルを吸収してしまうために、ラジカルによる架橋反応の場合にはカーボンを添加することが出来ない。一方、ヒドロシリル化反応では、カーボンによって反応が阻害されることはない。 Silicone adhesives consist of a hybrid of cross-linkable silicone and MQ resin, and the cross-linking reaction used is either radical cross-linking caused by the decomposition of peroxide or a hydrosilylation reaction between hydrosilyl groups and vinyl groups. The addition of carbon to the bioelectrode composition is effective in improving conductivity, but because carbon absorbs radicals, it cannot be added in the case of radical-based cross-linking reactions. On the other hand, carbon does not inhibit the hydrosilylation reaction.

ヒドロシリル基は水やヒドロキシ基、カルボキシル基、チオール基等の活性プロトンを有する化合物と反応する。例えば、ヒドロシリル基は水と反応するとシラノール基となり、ビニル基とのヒドロシリル化反応が進行しなくなる。よって、ヒドロシリル化反応を進行させるためには、水分含有率を低くしなければならないし、溶剤としてヒドロキシ基、カルボキシル基、チオール基等の活性プロトンを有する化合物を添加することも出来ない。 Hydrosilyl groups react with water and compounds that have active protons, such as hydroxyl groups, carboxyl groups, and thiol groups. For example, when hydrosilyl groups react with water, they become silanol groups, and the hydrosilylation reaction with vinyl groups does not proceed. Therefore, in order to proceed with the hydrosilylation reaction, the water content must be low, and compounds that have active protons, such as hydroxyl groups, carboxyl groups, and thiol groups, cannot be added as solvents.

水を含有しやすいのは、(B)成分のヒドロシリル基を有するシリコーンではなく、(A)成分のイオン性の高分子化合物(高分子材料)を含有する溶液である。(A)溶液に含有している水分が、(B)溶液と混合したときに上記ヒドロシリル基の失活反応を引き起こす。よって、(A)成分のイオン性の高分子化合物を含有する溶液は脱水処理を行う必要がある。脱水処理は、イオン性の高分子化合物を含有する溶液の濃度を上げるための共沸脱水やモレキュラーシーブス等の脱水剤を用いることによって行うことが出来る。 It is not silicone having hydrosilyl groups (B) that is likely to contain water, but solutions containing ionic polymer compounds (polymer materials) (A). When mixed with solution (B), the water contained in solution (A) causes a deactivation reaction of the hydrosilyl groups. Therefore, solutions containing ionic polymer compounds (A) must be dehydrated. Dehydration can be performed by using a dehydrating agent such as azeotropic dehydration or molecular sieves to increase the concentration of the solution containing the ionic polymer compounds.

本発明者らは、上記課題について鋭意検討を重ねた結果、生体電極組成物中の水分の含有率を低くして、ヒドロキシ基、カルボキシル基、チオール基等の活性プロトンを有する化合物の含有量も少なく抑えれば、これらと混合したときのヒドロシリル基の失活反応を抑制して、ヒドロシリル化反応が阻害されなくなること、及び、このように水分の含有率と活性プロトンを有する化合物の含有量とが制限された生体電極組成物から形成される生体電極は肌に貼り付けて剥がした後に肌上への残渣が生じることが無いことを見出し、本発明を完成させた。 As a result of intensive research into the above-mentioned problems, the inventors have discovered that if the water content in the bioelectrode composition is low and the content of compounds having active protons such as hydroxyl groups, carboxyl groups, and thiol groups is also low, the deactivation reaction of hydrosilyl groups when mixed with these is suppressed and the hydrosilylation reaction is not inhibited, and that a bioelectrode formed from a bioelectrode composition in which the water content and the content of compounds having active protons are thus limited does not leave any residue on the skin after being applied to the skin and then peeled off, thus completing the present invention.

即ち、本発明は、(A)イオン性の高分子材料と、(B)少なくともヒドロシリル基を有する付加反応硬化型のシリコーン、(C)白金族系触媒、及び溶剤を含有する生体電極組成物であって、前記生体電極組成物中の水分の含有率が0.2質量%以下であり、前記溶剤がヒドロキシ基、カルボキシル基、窒素原子、チオール基を含まないエーテル系、エステル系及びケトン系溶剤のうちいずれか1つ以上を含むものであることを特徴とする生体電極組成物である。 That is, the present invention is a bioelectrode composition containing (A) an ionic polymer material, (B) an addition reaction curing type silicone having at least a hydrosilyl group, (C) a platinum group catalyst, and a solvent, characterized in that the water content in the bioelectrode composition is 0.2 mass% or less, and the solvent contains one or more of ether-based, ester-based, and ketone-based solvents that do not contain a hydroxyl group, a carboxyl group, a nitrogen atom, or a thiol group.

以下、本発明について詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
なお、以下において、各成分はその成分を含有する溶液を包含するものとする。
The present invention will be described in detail below, but the present invention is not limited thereto.
In the following description, each component includes a solution containing that component.

<生体電極組成物>
本発明の生体電極組成物は、(A)イオン性の高分子材料と、(B)少なくともヒドロシリル基を有する付加反応硬化型のシリコーン、(C)白金族系触媒、及び溶剤を含有し、かつ、前記生体電極組成物中の水分の含有率が0.2質量%以下であり、前記溶剤がヒドロキシ基、カルボキシル基、窒素原子、チオール基を含まないエーテル系、エステル系及びケトン系溶剤のうちいずれか1つ以上を含むものであることを特徴とする。後述するように必要に応じて上記(A)~(C)成分以外のものを含有することができる。
<Bioelectrode composition>
The bioelectrode composition of the present invention is characterized in that it contains (A) an ionic polymer material, (B) an addition reaction curing type silicone having at least a hydrosilyl group, (C) a platinum group catalyst, and a solvent, the moisture content in the bioelectrode composition is 0.2 mass% or less, and the solvent contains one or more of ether-based, ester-based, and ketone-based solvents that do not contain a hydroxyl group, a carboxyl group, a nitrogen atom, or a thiol group. As described later, it can contain other components than the above (A) to (C) as necessary.

生体電極組成物中の水分の含有率が高いと、組成物中のシリコーンのヒドロシリル基と水が反応しシラノール基となり、白金族系触媒存在下におけるSi-H基とSi-ビニル基等とのヒドロシリル反応による架橋が進行しなくなる。架橋反応が進行しないと膜強度が弱くなり、生体電極を張り付けて剥がしたときに膜内破壊が起こり、肌上に生体電極の残渣が生じる。
特に、(A)イオン性の高分子材料を含有する溶液と、(B)付加反応硬化型のシリコーンと、(C)白金族系触媒を含有する溶液を混合してなる生体電極組成物の場合、前記(A)成分の溶液と(B)成分の溶液それぞれの水分が0.2質量%を超えていると、混合後の(B)成分中のシリコーンのヒドロシリル基と水が反応しシラノール基となり、上記傾向が顕著になる。
If the water content in the bioelectrode composition is high, the hydrosilyl group of the silicone in the composition reacts with water to form a silanol group, and crosslinking due to the hydrosilyl reaction between Si-H groups and Si-vinyl groups in the presence of a platinum group catalyst does not proceed. If the crosslinking reaction does not proceed, the strength of the film is weakened, and when the bioelectrode is attached and then peeled off, internal destruction of the film occurs, and a residue of the bioelectrode is left on the skin.
In particular, in the case of a bioelectrode composition obtained by mixing (A) a solution containing an ionic polymer material, (B) an addition reaction curing type silicone, and (C) a solution containing a platinum group catalyst, if the water content of each of the solutions of the components (A) and (B) exceeds 0.2 mass%, the hydrosilyl group of the silicone in the component (B) after mixing reacts with water to form a silanol group, and the above tendency becomes prominent.

また、(A)イオン性の高分子材料を含有する溶液として、ヒドロキシ基、カルボキシル基、窒素原子、チオール基を含んでいる場合も溶剤とヒドロシリル基との反応が起こり、ヒドロシリル基の割合が低下することによってヒドロシリル化反応が阻害される。イオン性の高分子材料は、極性が高いためにヒドロキシ基、カルボキシル基、窒素原子、チオール基を含んでいる溶剤に溶解しやすいが、これらを含まないエーテル系、エステル系やケトン系の溶剤に溶解させる必要がある。 (A) If the solution containing an ionic polymeric material contains hydroxyl groups, carboxyl groups, nitrogen atoms, or thiol groups, a reaction between the solvent and hydrosilyl groups will occur, and the proportion of hydrosilyl groups will decrease, inhibiting the hydrosilylation reaction. Ionic polymeric materials are highly polar and therefore easily soluble in solvents that contain hydroxyl groups, carboxyl groups, nitrogen atoms, or thiol groups, but they must be dissolved in ether, ester, or ketone solvents that do not contain these groups.

従って、本発明の生体電極組成物においては、組成物中の水分の含有率が0.2質量%以下であり、溶剤がヒドロキシ基、カルボキシル基、窒素原子、チオール基を含まないエーテル系、エステル系及びケトン系溶剤のうちいずれか1つ以上を含むものであることが必須である。なお、溶剤、溶液及び生体電極組成物中の水分含有率はカールフィッシャー法で測定できる。
以下、本発明の生体電極組成物について詳しく説明する。
Therefore, in the bioelectrode composition of the present invention, it is essential that the water content in the composition is 0.2 mass% or less, and the solvent contains at least one of ether-based, ester-based, and ketone-based solvents that do not contain a hydroxyl group, a carboxyl group, a nitrogen atom, or a thiol group. The water content in the solvent, solution, and bioelectrode composition can be measured by the Karl Fischer method.
The bioelectrode composition of the present invention will be described in detail below.

[(A)成分]
(A)成分はイオン性の高分子材料である。シリコーンは本来絶縁物であるが、イオン性ポリマー(イオン性の高分子材料)との組み合わせによってイオン導電性が向上し、生体電極として機能する。イオン性の高分子材料は、イオン導電性を有するものであれば特に限定されない。
[Component (A)]
The component (A) is an ionic polymer material. Silicone is an insulator by nature, but when combined with an ionic polymer (ionic polymer material), its ionic conductivity is improved and it functions as a bioelectrode. The ionic polymer material is not particularly limited as long as it has ionic conductivity.

イオン性の高分子材料は、フルオロスルホン酸、フルオロスルホンイミド、及びN-カルボニルフルオロスルホンアミドのうちのいずれかのナトリウム塩、カリウム塩、及び銀塩から選ばれる構造を有する繰り返し単位を含有する高分子化合物であることが好ましい。
このようなイオン性の高分子化合物を含む生体電極組成物であれば、導電性及び生体適合性に優れ、軽量であり、かつ低コストで製造することができ、水に濡れても乾燥しても導電性が大幅に低下することがない生体電極用の生体接触層を好適に形成できる。
The ionic polymer material is preferably a polymer compound containing a repeating unit having a structure selected from the group consisting of sodium salts, potassium salts, and silver salts of fluorosulfonic acid, fluorosulfonimide, and N-carbonylfluorosulfonamide.
A bioelectrode composition containing such an ionic polymer compound can be used to form a biocontact layer for a bioelectrode that has excellent electrical conductivity and biocompatibility, is lightweight, and can be manufactured at low cost, and whose electrical conductivity does not decrease significantly whether it is wetted with water or dried.

更に、前記構造を有するイオン性の繰り返し単位は、下記一般式(1)-1から(1)-4のいずれかで示されるものであることがより好ましい。

Figure 0007507136000003
(式中、Rf、Rfは水素原子、フッ素原子、酸素原子、メチル基、又はトリフルオロメチル基であり、Rfが酸素原子の時、Rfも酸素原子であり、結合する炭素原子とともにカルボニル基を形成し、Rf、Rfは水素原子、フッ素原子、又はトリフルオロメチル基であり、かつ、Rf~Rfのうち1つ以上はフッ素原子又はトリフルオロメチル基である。Rf、Rf、Rfは、フッ素原子、炭素数1~4の直鎖状、又は炭素数3、4の分岐状のアルキル基であり、少なくとも1つ以上のフッ素原子を有する。mは1~4の整数である。Mはナトリウム、カリウム、又は銀である。) Furthermore, the ionic repeating unit having the above structure is more preferably one represented by any one of the following general formulas (1)-1 to (1)-4.
Figure 0007507136000003
(In the formula, Rf 1 and Rf 2 are a hydrogen atom, a fluorine atom, an oxygen atom, a methyl group, or a trifluoromethyl group. When Rf 1 is an oxygen atom, Rf 2 is also an oxygen atom and forms a carbonyl group together with the carbon atom to which it is bonded. Rf 3 and Rf 4 are a hydrogen atom, a fluorine atom, or a trifluoromethyl group, and at least one of Rf 1 to Rf 4 is a fluorine atom or a trifluoromethyl group. Rf 5 , Rf 6 , and Rf 7 are a fluorine atom, a linear alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a branched alkyl group having 3 or 4 carbon atoms, and have at least one fluorine atom. m is an integer of 1 to 4. M is sodium, potassium, or silver.)

更に、前記イオン性の繰り返し単位は下記一般式(2)中のa1~a7から選ばれるものであることがより一層好ましい。

Figure 0007507136000004
(式中、R、R、R、R、R10、R11、及びR13は、それぞれ独立に水素原子又はメチル基であり、R、R、R、R、及びR12は、それぞれ独立に単結合、エステル基、あるいはエーテル基、エステル基のいずれか又はこれらの両方を有していてもよい炭素数1~13の直鎖状、炭素数3~12の分岐状又は環状の2価炭化水素基のいずれかである。Rは、炭素数1~4の直鎖状、又は炭素数3~12の分岐状のアルキレン基であり、R中の水素原子のうち、1個又は2個がフッ素原子で置換されていてもよい。X、X、X、X、及びXは、それぞれ独立に単結合、フェニレン基、ナフチレン基、エーテル基、エステル基、アミド基のいずれかであり、Xは、単結合、エーテル基、エステル基のいずれかであり、Xは、単結合、炭素数6~12のアリーレン基、又は-C(=O)-O-X10-であり、X10は炭素数1~12の直鎖状、分岐状、環状のアルキレン基、又は炭素数6~10の2価の芳香族炭化水素基であり、X10中にエーテル基、カルボニル基、エステル基を有していても良い。Yは酸素原子、又は-NR19-基であり、R19は水素原子、炭素数1~4の直鎖状、又は炭素数3、4の分岐状のアルキル基であり、YとRとは結合し環を形成していてもよい。mは1~4の整数である。a1、a2、a3、a4、a5、a6、及びa7は、0≦a1≦1.0、0≦a2≦1.0、0≦a3≦1.0、0≦a4≦1.0、0≦a5≦1.0、0≦a6≦1.0、0≦a7≦1.0であり、0<a1+a2+a3+a4+a5+a6+a7≦1.0を満たす数である。M、Rf、Rf、Rfは前述と同様である。) Furthermore, it is even more preferable that the ionic repeating unit is selected from a1 to a7 in the following general formula (2).
Figure 0007507136000004
(In the formula, R 1 , R 3 , R 5 , R 8 , R 10 , R 11 and R 13 are each independently a hydrogen atom or a methyl group; R 2 , R 4 , R 6 , R 9 and R 12 are each independently a single bond, an ester group, or a linear, branched or cyclic divalent hydrocarbon group having 1 to 13 carbon atoms which may have an ether group, an ester group or both; R 7 is a linear, branched or cyclic alkylene group having 1 to 4 carbon atoms or a branched alkylene group having 3 to 12 carbon atoms, and one or two of the hydrogen atoms in R 7 may be substituted with a fluorine atom; X 1 , X 2 , X 3 , X 4 and X 6 are each independently a single bond, a phenylene group, a naphthylene group, an ether group, an ester group or an amide group; X X 5 is a single bond, an ether group, or an ester group, X 7 is a single bond, an arylene group having 6 to 12 carbon atoms, or -C(=O)-O-X 10 -, X 10 is a linear, branched, or cyclic alkylene group having 1 to 12 carbon atoms, or a divalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 10 carbon atoms, and X 10 may have an ether group, a carbonyl group, or an ester group. Y is an oxygen atom or a -NR 19 - group, R 19 is a hydrogen atom, or a linear alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a branched alkyl group having 3 or 4 carbon atoms, and Y and R 4 may be bonded to form a ring. m is an integer of 1 to 4. a1, a2, a3, a4, a5, a6, and a7 are numbers satisfying 0≦a1≦1.0, 0≦a2≦1.0, 0≦a3≦1.0, 0≦a4≦1.0, 0≦a5≦1.0, 0≦a6≦1.0, and 0≦a7≦1.0, and 0<a1+a2+a3+a4+a5+a6+a7≦1.0. M, Rf 5 , Rf 6 , and Rf 7 are the same as those described above.

上記一般式(2)中のa1~a7から選ばれるイオン性の繰り返し単位を得るためのモノマーは、具体的には特開2020-002342号段落[0061]~[0091]に記載されており、これと共重合するためのモノマーや共重合比率、重合方法や分子量などは、段落[0112]~[0135]に記載されているものを用いることができる。 Specific examples of monomers for obtaining the ionic repeating units selected from a1 to a7 in the above general formula (2) are described in paragraphs [0061] to [0091] of JP 2020-002342 A, and the monomers, copolymerization ratios, polymerization methods, molecular weights, and the like for copolymerizing therewith can be those described in paragraphs [0112] to [0135].

イオン性の高分子化合物とヒドロシリル基を有するオルガノシリコーンとを混合する場合、イオン性の高分子化合物を予め溶剤に溶解させておくと、混合を素早く行うことが出来る。イオン性の高分子化合物を溶解させる溶剤は、水分が0.2質量%以下であり、ヒドロキシ基、カルボキシル基、チオール基等の活性プロトンを有さないエーテル系、エステル系やケトン系の溶剤が好ましく用いられる。 When mixing an ionic polymer compound with an organosilicon having a hydrosilyl group, the mixing can be carried out quickly if the ionic polymer compound is dissolved in a solvent beforehand. The solvent for dissolving the ionic polymer compound is preferably an ether-, ester- or ketone-based solvent that has a water content of 0.2 mass% or less and does not have active protons such as hydroxyl groups, carboxyl groups, or thiol groups.

イオン性の高分子化合物を溶解させるためのエーテル系溶剤としては、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジプロピルエーテル、エチレングリコールメチルブチルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコールジプロピルエーテル、プロピレングリコールジブチルエーテル、プロピレングリコールメチルプロピルエーテル、プロピレングリコールメチルブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジビニルエーテル、ジエチレングリコールジアリルエーテル、ジエチレングリコールジプロピルエーテル、ジエチレングリコールイソプロピルメチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールメチルブチルエーテル、ジエチレングリコールメチルフェニルエーテル、ジエチレングリコールメチルベンジルエーテル、ジエチレングリコールビス(2-プロピニル)エーテルを挙げることができる。ケトン系溶剤としては、具体的にはシクロペンタノン、2-カルボニルエトキシシクロペンタノン、2-メトキシカルボニルシクロペンタノン、2-エトキシカルボニルシクロペンタノン、2-ヘプチルシクロペンタノン、2,2,4-トリメチルシクロペンタノン、2-シクロペンチルシクロペンタノン、2-アセチルシクロペンタノン、2-シクロペンテン-1-オン、3-メチル-2-シクロペンテノン、2-ペンチル-2-シクロペンテン-1-オン、2-アミル-3-メチル-2-シクロペンテン-1-オン、シクロヘキサノン、3,3,5-トリメチルシクロヘキサノン、4,4-ジメチルシクロヘキサノン、2-メトキシシクロヘキサノン、2-プロピルシクロヘキサノン、4-プロピルシクロヘキサノン、3,4-ジメチルシクロヘキサノン、3,3-ジメチルシクロヘキサノン、2-シクロヘキシルシクロヘキサノン、2-アリルシクロヘキサノン、2-メチルシクロヘキサノン、3-メチルシクロヘキサノン、4-メチルシクロヘキサノン、4-tertブチルシクロヘキサノン、2-アセチルシクロヘキサノン、4,4,ジメチルシクロヘキサノン、3,5-ジメチルシクロヘキサノン、4-エチルシクロヘキサノン、2-secブチルシクロヘキサノン、2-シクロヘキセン-1-オン、3-メチル-2-シクロヘキセン-1-オン、4,4-ジメチル-2-シクロヘキセン-1-オン、3,5,5-トリメチル-2-シクロヘキセン-1-オン、シクロヘプタノン、2-オクタノン、2-ノナノン、2-ヘプタノン、3-ヘプタノン、4-ヘプタノン、2-ヘキサノン、3-ヘキサノン、ジイソブチルケトン、メチルシクロペンタノン、メチルn-ペンチルケトン、アセトフェノン、メチルアセトフェノン、プロピオフェノン、イソブチロフェノンを挙げることが出来る。 Examples of ether solvents for dissolving ionic polymer compounds include ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, ethylene glycol dipropyl ether, ethylene glycol methyl butyl ether, ethylene glycol dibutyl ether, propylene glycol dimethyl ether, propylene glycol diethyl ether, propylene glycol dipropyl ether, propylene glycol dibutyl ether, propylene glycol methyl propyl ether, propylene glycol methyl butyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol methyl ethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol divinyl ether, diethylene glycol diallyl ether, diethylene glycol dipropyl ether, diethylene glycol isopropyl methyl ether, diethylene glycol dibutyl ether, diethylene glycol methyl butyl ether, diethylene glycol methyl phenyl ether, diethylene glycol methyl benzyl ether, and diethylene glycol bis(2-propynyl) ether. Specific examples of the ketone solvent include cyclopentanone, 2-carbonylethoxycyclopentanone, 2-methoxycarbonylcyclopentanone, 2-ethoxycarbonylcyclopentanone, 2-heptylcyclopentanone, 2,2,4-trimethylcyclopentanone, 2-cyclopentylcyclopentanone, 2-acetylcyclopentanone, 2-cyclopenten-1-one, 3-methyl-2-cyclopentenone, 2-pentyl-2-cyclopenten-1-one, 2-amyl-3-methyl-2-cyclopenten-1-one, cyclohexanone, 3,3,5-trimethylcyclohexanone, 4,4-dimethylcyclohexanone, 2-methoxycyclohexanone, 2-propylcyclohexanone, 4-propylcyclohexanone, 3,4-dimethylcyclohexanone, 3,3-dimethylcyclohexanone, 2-cyclohexylcyclohexanone, 2-allylcyclohexanone, 2-cyclohexyl ... Cyclohexanone, 2-methylcyclohexanone, 3-methylcyclohexanone, 4-methylcyclohexanone, 4-tert-butylcyclohexanone, 2-acetylcyclohexanone, 4,4,dimethylcyclohexanone, 3,5-dimethylcyclohexanone, 4-ethylcyclohexanone, 2-sec-butylcyclohexanone, 2-cyclohexen-1-one, 3-methyl-2-cyclohexen-1-one, 4,4-dimethyl Examples of such methyl 2-cyclohexen-1-one include methyl-2-cyclohexen-1-one, 3,5,5-trimethyl-2-cyclohexen-1-one, cycloheptanone, 2-octanone, 2-nonanone, 2-heptanone, 3-heptanone, 4-heptanone, 2-hexanone, 3-hexanone, diisobutyl ketone, methylcyclopentanone, methyl n-pentyl ketone, acetophenone, methylacetophenone, propiophenone, and isobutyrophenone.

エステル系溶剤としては、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールジアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアクリラート、ジエチレングリコールモノメチルエーテルメタクリラート、ジエチレングリコールジアクリラート、ジエチレングリコールジメタクリラート、ピルビン酸エチル、酢酸ブチル、酢酸ペンチル、酢酸ヘキシル、酢酸ヘプチル、酢酸イソブチル、酢酸アミル、酢酸ブテニル、酢酸イソアミル、酢酸フェニル、蟻酸プロピル、蟻酸ブチル、蟻酸イソブチル、蟻酸アミル、蟻酸イソアミル、吉草酸メチル、ペンテン酸メチル、クロトン酸メチル、クロトン酸エチル、3-メトキシプロピオン酸メチル、3-エトキシプロピオン酸エチル、酢酸tert-ブチル、プロピオン酸tert-ブチル、プロピレングリコールモノtert-ブチルエーテルアセテート、安息香酸メチル、安息香酸エチル、酢酸フェニル、酢酸ベンジル、フェニル酢酸メチル、蟻酸ベンジル、蟻酸フェニルエチル、3-フェニルプロピオン酸メチル、プロピオン酸ベンジル、フェニル酢酸エチル、酢酸-2-フェニルエチル、γ-ブチロラクトンα-メチル-γブチロラクトン、α-アンジェリカラクトン、δ-バレロラクトン、γ-バレロラクトン、β-メチルγ-バレロラクトン、α-メチレン-γ-ブチロラクトン、γ-メチレン―γ―ブチロラクトン、γ-カプロラクトン、ε-カプロラクトン、γ-ヘプタラクトン、γ-オクタラクトン、ウィスキーラクトン、γ-ノナラクトン、δ-ノナラクトンなどを挙げることができる。 Ester solvents include propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monopropyl ether acetate, propylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monopropyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene glycol diacetate, diethylene glycol monoethyl ether acrylate, diethylene glycol monomethyl ether methacrylate, diethylene glycol diacrylate, diethylene glycol dimethacrylate, ethyl pyruvate, butyl acetate, pentyl acetate, hexyl acetate, heptyl acetate, isobutyl acetate, amyl acetate, butenyl acetate, isoamyl acetate, phenyl acetate, propyl formate, butyl formate, isobutyl formate, amyl formate, formic acid Isoamyl, methyl valerate, methyl pentenoate, methyl crotonate, ethyl crotonate, methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, tert-butyl acetate, tert-butyl propionate, propylene glycol mono tert-butyl ether acetate, methyl benzoate, ethyl benzoate, phenyl acetate, benzyl acetate, methyl phenylacetate, benzyl formate, phenylethyl formate, methyl 3-phenylpropionate, benzyl propionate , ethyl phenylacetate, 2-phenylethyl acetate, gamma-butyrolactone, alpha-methyl-gamma-butyrolactone, alpha-angelica lactone, delta-valerolactone, gamma-valerolactone, beta-methyl-gamma-valerolactone, alpha-methylene-gamma-butyrolactone, gamma-methylene-gamma-butyrolactone, gamma-caprolactone, epsilon-caprolactone, gamma-heptalactone, gamma-octalactone, whiskey lactone, gamma-nonalactone, delta-nonalactone, etc.

[(B)成分]
(B)成分は、少なくともヒドロシリル基を有する付加反応硬化型のシリコーンであり、ヒドロシリル基を有し付加反応により硬化するものであれば特に限定されない。
(B)成分は、マトリックス樹脂となるものでもよいし、上記(A)成分と相溶して塩の溶出を防ぎ、存在する場合は導電性向上剤などを保持し、粘着性を発現させるものであってもよい。
[Component (B)]
Component (B) is an addition reaction curing type silicone having at least a hydrosilyl group, and is not particularly limited as long as it has a hydrosilyl group and cures by an addition reaction.
The (B) component may be a matrix resin, or may be compatible with the (A) component to prevent the elution of salt, retain a conductivity enhancer, etc., if present, and exhibit adhesion.

(B)成分は、ヒドロシリル基を有するオルガノポリシロキサンを含有するものや、ヒドロシリル基を有するオルガノポリシロキサンに加えてアルケニル基を有するジオルガノポリシロキサンを含有するもの、更にRSiO(4-x)/2単位(Rは炭素数1~10の置換又は非置換の一価炭化水素基、xは2.5~3.5の範囲である。)及びSiO単位を有するシリコーン樹脂を含有するものであることができる。
このようなものとしては、例えば、特開2015-193803号公報に記載の、アルケニル基を有するジオルガノシロキサン、RSiO0.5及びSiO単位を有するMQレジン、SiH基(ヒドロシリル基)を複数有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンを含有するものを挙げることができる。
Component (B) can be one which contains an organopolysiloxane having a hydrosilyl group, one which contains a diorganopolysiloxane having an alkenyl group in addition to an organopolysiloxane having a hydrosilyl group, or one which further contains a silicone resin having R x SiO (4-x)/2 units (R is a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and x is in the range of 2.5 to 3.5) and SiO 2 units.
Examples of such materials include those described in JP 2015-193803 A that contain diorganosiloxanes having alkenyl groups, MQ resins having R 3 SiO 0.5 and SiO 2 units, and organohydrogenpolysiloxanes having multiple SiH groups (hydrosilyl groups).

本発明の生体電極組成物は、これを調製する際にイオン性の高分子材料を含有する溶液(A)成分と、ヒドロシリル基を含有するポリシロキサンの(B)成分を混合する。ヒドロシリル基はポリシロキサン分子中に複数有することが好ましい。 When preparing the bioelectrode composition of the present invention, a solution (A) containing an ionic polymeric material is mixed with a polysiloxane (B) containing a hydrosilyl group. It is preferable that the polysiloxane molecule contains multiple hydrosilyl groups.

粘着性を発現させるためには、(A)成分か(B)成分のどちらか一方あるいは両方に、更にRSiO(4-x)/2単位(Rは炭素数1~10の置換又は非置換の一価炭化水素基、xは2.5~3.5の範囲である。)及びSiO単位を有するシリコーン樹脂を含有するものを添加することができ、特開2015-193803号公報に記載のアルケニル基を有するジオルガノシロキサン、RSiO0.5及びSiO単位を有するMQレジンを混合することが好ましい。 In order to develop adhesiveness, a silicone resin having R x SiO (4-x)/2 units (R is a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and x is in the range of 2.5 to 3.5) and SiO 2 units can be added to either or both of component (A) and component (B), and it is preferable to mix a diorganosiloxane having an alkenyl group, and an MQ resin having R 3 SiO 0.5 and SiO 2 units, as described in JP 2015-193803 A.

また、ポリマー末端や側鎖にシラノールを有するポリシロキサンと、MQレジンを縮合反応させて形成したポリシロキサン・レジン一体型化合物を用いることもできる。MQレジンはシラノールを多く含有するためにこれを添加することによって粘着力が向上するが、架橋性がないためにポリシロキサンと分子的に結合していない。上記のようにポリシロキサンとレジンを一体型とすることによって、粘着力を増大させることができる。上記ポリシロキサン中に複数のアルケニル基を含有することによってヒドロシリル基との架橋反応によって粘着力が更に増大する。 It is also possible to use a polysiloxane-resin integrated compound formed by the condensation reaction of polysiloxane having silanols at the polymer end or side chain with MQ resin. MQ resin contains a lot of silanols, so adding this improves adhesive strength, but since it is not crosslinkable, it is not molecularly bonded to the polysiloxane. By integrating polysiloxane and resin as described above, adhesive strength can be increased. By including multiple alkenyl groups in the above polysiloxane, adhesive strength is further increased by the crosslinking reaction with hydrosilyl groups.

[溶剤]
本発明の生体電極組成物は溶剤を含む。成分ごとに溶剤を含んでいてもよく、それらは同じでも、異なっていてもよい。溶剤は各成分を溶解又は分散させることで作業性を向上させることができる。一方、溶剤によっては、初めから又は吸湿などにより水分を含むため、これを用いると生体電極組成物中の水分の含有率が高くなる。そうすると、組成物中のシリコーンのヒドロシリル基と水が反応しシラノール基となり、白金族系触媒存在下におけるSi-H基とSi-ビニル基とのヒドロシリル反応による架橋が進行しなくなる。架橋反応が進行しないと膜強度が弱くなり、生体電極を張り付けて剥がしたときに膜内破壊が起こり、肌上に生体電極の残渣が生じてしまう。
また、イオン性の高分子材料は、極性が高いためにヒドロキシ基、カルボキシル基、窒素原子、チオール基を含んでいる溶剤に溶解しやすいが、このような溶剤を用いると、溶剤中の活性水素とヒドロシリル基との反応が起こり、ヒドロシリル基の割合が低下することによってヒドロシリル化反応が阻害される。
そこで本発明では、作業性の向上とヒドロシリル基の失活抑制とに鑑み、溶剤がヒドロキシ基、カルボキシル基、窒素原子、チオール基を含まないエーテル系、エステル系及びケトン系溶剤のうちいずれか1つ以上を含むものである。本発明で用いる溶剤は、このような特定の溶剤を含むものであればよく、他の溶剤を更に含んでもよい。
[solvent]
The bioelectrode composition of the present invention contains a solvent. Each component may contain a solvent, and the solvents may be the same or different. The solvent can improve workability by dissolving or dispersing each component. On the other hand, some solvents contain moisture from the beginning or due to moisture absorption, etc., so that the moisture content in the bioelectrode composition increases when they are used. In this case, the hydrosilyl group of the silicone in the composition reacts with water to form a silanol group, and crosslinking by hydrosilyl reaction between Si-H groups and Si-vinyl groups in the presence of a platinum group catalyst does not proceed. If the crosslinking reaction does not proceed, the film strength is weakened, and when the bioelectrode is attached and peeled off, internal destruction of the film occurs, and a residue of the bioelectrode is generated on the skin.
In addition, ionic polymer materials are highly polar and therefore easily soluble in solvents containing hydroxyl groups, carboxyl groups, nitrogen atoms, or thiol groups. However, when such solvents are used, a reaction occurs between active hydrogen in the solvent and hydrosilyl groups, reducing the proportion of hydrosilyl groups and inhibiting the hydrosilylation reaction.
In the present invention, therefore, in consideration of improving workability and suppressing deactivation of hydrosilyl groups, the solvent contains at least one of ether-based, ester-based, and ketone-based solvents that do not contain a hydroxyl group, a carboxyl group, a nitrogen atom, or a thiol group. The solvent used in the present invention may contain such a specific solvent, and may further contain other solvents.

本発明の生体電極組成物は、最終的な組成物全体中の水分の含有率が0.2質量%以下であればよく、このような組成物になれば、使用される溶剤の水分含有率が0.2質量%を超えていてもよい。しかし、水分によるヒドロシリル基の失活抑制の観点から、(A)成分及び(B)成分中の水分がどちらも0.2質量%以下であることが好ましく、(C)成分以外の成分中の水分がいずれも0.2質量%以下であることがより好ましい。なお、(C)白金族系触媒は全体に対する配合割合がわずかで、水分を含んでいたとしても最終的な組成物全体中の水分の含有率が0.2質量%以下となるといえる。このため、(C)成分中の水分は特に問題とはならない。水分の含有率は少ないほどよいが、例えば0.0001~0.2質量%の範囲とすることができる。
溶剤の脱水処理は、常法により行えばよく、例えば、共沸脱水やモレキュラーシーブス等の脱水剤を用いることによって行うことが出来る。脱水処理は、予め行っていてもよいし、組成物を調製する過程で行ってもよい。
The bioelectrode composition of the present invention may have a water content of 0.2% by mass or less in the entire final composition, and if such a composition is obtained, the water content of the solvent used may exceed 0.2% by mass. However, from the viewpoint of suppressing deactivation of hydrosilyl groups due to moisture, it is preferable that the water content of both components (A) and (B) is 0.2% by mass or less, and it is more preferable that the water content of all components other than component (C) is 0.2% by mass or less. Note that the platinum group catalyst (C) has a small mixing ratio with respect to the entire composition, and even if it contains moisture, it can be said that the water content of the entire final composition is 0.2% by mass or less. Therefore, the moisture in component (C) is not particularly problematic. The lower the moisture content, the better, but it can be in the range of 0.0001 to 0.2% by mass, for example.
The dehydration treatment of the solvent may be carried out by a conventional method, for example, by azeotropic dehydration or by using a dehydrating agent such as molecular sieves, etc. The dehydration treatment may be carried out in advance or during the process of preparing the composition.

また、本発明の生体電極組成物には、(B)成分として炭化水素系有機溶剤又はエーテル系有機溶剤を添加することができる。炭化水素系有機溶剤としては、具体的には、トルエン、キシレン、クメン、1,2,3-トリメチルベンゼン、1,2,4-トリメチルベンゼン、1,3,5-トリメチルベンゼン、スチレン、αメチルスチレン、ブチルベンゼン、sec-ブチルベンゼン、イソブチルベンゼン、シメン、ジエチルベンゼン、2-エチル-p-キシレン、2-プロピルトルエン、3-プロピルトルエン、4-プロピルトルエン、1,2,3,5-テトラメチルトルエン、1,2,4,5-テトラメチルトルエン、テトラヒドロナフタレン、4-フェニル-1-ブテン、tert-アミルベンゼン、アミルベンゼン、2-tert-ブチルトルエン、3-tert-ブチルトルエン、4-tert-ブチルトルエン、5-イソプロピル-m-キシレン、3-メチルエチルベンゼン、tert-ブチル-3-エチルベンゼン、4-tert-ブチル-o-キシレン、5-tert-ブチル-m-キシレン、tert-ブチル-p-キシレン、1,2-ジイソプロピルベンゼン、1,3-ジイソプロピルベンゼン、1,4-ジイソプロピルベンゼン、ジプロピルベンゼン、ペンタメチルベンゼン、ヘキサメチルベンゼン、ヘキシルベンゼン、1,3,5-トリエチルベンゼン等の芳香族系炭化水素系溶剤、n-ヘプタン、イソヘプタン、3-メチルヘキサン、2,3-ジメチルペンタン、3-エチルペンタン、1,6-ヘプタジエン、5-メチル-1-ヘキシン、ノルボルナン、ノルボルネン、ジシクロペンタジエン、1-メチル-1,4-シクロヘキサジエン、1-ヘプチン、2-ヘプチン、シクロヘプタン、シクロヘプテン、1,3-ジメチルシクロペンタン、エチルシクロペンタン、メチルシクロヘキサン、1-メチル-1-シクロヘキセン、3-メチル-1-シクロヘキセン、メチレンシクロヘキサン、4-メチル-1-シクロヘキセン、2-メチル-1-ヘキセン、2-メチル-2-ヘキセン、1-ヘプテン、2-ヘプテン、3-ヘプテン、n-オクタン、2,2-ジメチルヘキサン、2,3-ジメチルヘキサン、2,4-ジメチルヘキサン、2,5-ジメチルヘキサン、3,3-ジメチルヘキサン、3,4-ジメチルヘキサン、3-エチル-2-メチルペンタン、3-エチル-3-メチルペンタン、2-メチルヘプタン、3-メチルヘプタン、4-メチルヘプタン、2,2,3-トリメチルペンタン、2,2,4-トリメチルペンタン、シクロオクタン、シクロオクテン、1,2-ジメチルシクロヘキサン、1,3-ジメチルシクロヘキサン、1,4-ジメチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、ビニルシクロヘキサン、イソプロピルシクロペンタン、2,2-ジメチル-3-ヘキセン、2,4-ジメチル-1-ヘキセン、2,5-ジメチル-1-ヘキセン、2,5-ジメチル-2-ヘキセン、3,3-ジメチル-1-ヘキセン、3,4-ジメチル-1-ヘキセン、4,4-ジメチル-1-ヘキセン、2-エチル-1-ヘキセン、2-メチル-1-ヘプテン、1-オクテン、2-オクテン、3-オクテン、4-オクテン、1,7-オクタジエン、1-オクチン、2-オクチン、3-オクチン、4-オクチン、n-ノナン、2,3-ジメチルヘプタン、2,4-ジメチルヘプタン、2,5-ジメチルヘプタン、3,3-ジメチルヘプタン、3,4-ジメチルヘプタン、3,5-ジメチルヘプタン、4-エチルヘプタン、2-メチルオクタン、3-メチルオクタン、4-メチルオクタン、2,2,4,4-テトラメチルペンタン、2,2,4-トリメチルヘキサン、2,2,5-トリメチルヘキサン、2,2-ジメチル-3-ヘプテン、2,3-ジメチル-3-ヘプテン、2,4-ジメチル-1-ヘプテン、2,6-ジメチル-1-ヘプテン、2,6-ジメチル-3-ヘプテン、3,5-ジメチル-3-ヘプテン、2,4,4-トリメチル-1-ヘキセン、3,5,5-トリメチル-1-ヘキセン、1-エチル-2-メチルシクロヘキサン、1-エチル-3-メチルシクロヘキサン、1-エチル-4-メチルシクロヘキサン、プロピルシクロヘキサン、イソプロピルシクロヘキサン、1,1,3-トリメチルシクロヘキサン、1,1,4-トリメチルシクロヘキサン、1,2,3-トリメチルシクロヘキサン、1,2,4-トリメチルシクロヘキサン、1,3,5-トリメチルシクロヘキサン、アリルシクロヘキサン、ヒドリンダン、1,8-ノナジエン、1-ノニン、2-ノニン、3-ノニン、4-ノニン、1-ノネン、2-ノネン、3-ノネン、4―ノネン、n-デカン、3,3-ジメチルオクタン、3,5-ジメチルオクタン、4,4-ジメチルオクタン、3-エチル-3-メチルヘプタン、2-メチルノナン、3-メチルノナン、4-メチルノナン、tert-ブチルシクロヘキサン、ブチルシクロヘキサン、イソブチルシクロヘキサン、4-イソプロピル-1-メチルシクロヘキサン、ペンチルシクロペンタン、1,1,3,5-テトラメチルシクロヘキサン、シクロドデカン、1-デセン、2-デセン、3-デセン、4-デセン、5-デセン、1,9-デカジエン、デカヒドロナフタレン、1-デシン、2-デシン、3-デシン、4-デシン、5-デシン、1,5,9-デカトリエン、2,6-ジメチル-2,4,6-オクタトリエン、リモネン、ミルセン、1,2,3,4,5-ペンタメチルシクロペンタジエン、α-フェランドレン、ピネン、テルピネン、テトラヒドロジシクロペンタジエン、5,6-ジヒドロジシクロペンタジエン、ジシクロペンタジエン、1,4-デカジイン、1,5-デカジイン、1,9-デカジイン、2,8-デカジイン、4,6-デカジイン、n-ウンデカン、アミルシクロヘキサン、1-ウンデセン、1,10-ウンデカジエン、1-ウンデシン、3-ウンデシン、5-ウンデシン、トリシクロ[6.2.1.02,7]ウンデカ-4-エン、n-ドデカン、2-メチルウンデカン、3-メチルウンデカン、4-メチルウンデカン、5-メチルウンデカン、2,2,4,6,6-ペンタメチルヘプタン、1,3-ジメチルアダマンタン、1-エチルアダマンタン、1,5,9-シクロドデカトリエン、1,2,4-トリビニルシクロヘキサン、イソパラフィン等の脂肪族炭化水素系溶剤を挙げることができる。イソパラフィン系の溶剤としては、例えば、アイソパーC、アイソパーE、アイソパーG、アイソパーH、アイソパーL、アイソパーM、アイソパーV(スタンダード石油製)を挙げることができる。
エーテル系有機溶剤としては、具体的には、ジイソプロピルエーテル、ジイソブチルエーテル、ジイソペンチルエーテル、ジ-n-ペンチルエーテル、メチルシクロペンチルエーテル、メチルシクロヘキシルエーテル、ジ-n-ブチルエーテル、ジ-secブチルエーテル、ジ-sec-ペンチルエーテル、ジ-tert-アミルエーテル、ジ-n-ヘキシルエーテル、アニソール、3-メトキシトルエン、4-メトキシトルエン、trans-アネトール等を挙げることができる。なお、上記有機溶剤は、ヒドロシリル基の失活抑制に鑑み、ヒドロキシ基、カルボキシル基、窒素原子、チオール基を有さないものであってよい。
In addition, a hydrocarbon-based organic solvent or an ether-based organic solvent can be added as component (B) to the bioelectrode composition of the present invention. Specific examples of the hydrocarbon-based organic solvent include toluene, xylene, cumene, 1,2,3-trimethylbenzene, 1,2,4-trimethylbenzene, 1,3,5-trimethylbenzene, styrene, α-methylstyrene, butylbenzene, sec-butylbenzene, isobutylbenzene, cymene, diethylbenzene, 2-ethyl-p-xylene, 2-propyltoluene, 3-propyltoluene, 4-propyltoluene, 1,2,3,5-tetramethyltoluene, 1,2,4,5-tetramethyltoluene, tetrahydronaphthalene, 4-phenyl-1-butene, tert-amylbenzene, amylbenzene, 2-tert-butyltoluene, 3-tert-butyltoluene, 4- Aromatic hydrocarbon solvents such as tert-butyltoluene, 5-isopropyl-m-xylene, 3-methylethylbenzene, tert-butyl-3-ethylbenzene, 4-tert-butyl-o-xylene, 5-tert-butyl-m-xylene, tert-butyl-p-xylene, 1,2-diisopropylbenzene, 1,3-diisopropylbenzene, 1,4-diisopropylbenzene, dipropylbenzene, pentamethylbenzene, hexamethylbenzene, hexylbenzene, and 1,3,5-triethylbenzene, n-heptane, isoheptane, 3-methylhexane, 2,3-dimethylpentane, 3-ethylpentane, 1,6-heptadiene, and 5-methyl-1-hexyne. , norbornane, norbornene, dicyclopentadiene, 1-methyl-1,4-cyclohexadiene, 1-heptyne, 2-heptyne, cycloheptane, cycloheptene, 1,3-dimethylcyclopentane, ethylcyclopentane, methylcyclohexane, 1-methyl-1-cyclohexene, 3-methyl-1-cyclohexene, methylenecyclohexane, 4-methyl-1-cyclohexene, 2-methyl-1-hexene, 2-methyl-2-hexene, 1-heptene, 2-heptene, 3-heptene, n-octane, 2,2-dimethylhexane, 2,3-dimethylhexane, 2,4-dimethylhexane, 2,5-dimethylhexane, 3,3-dimethylhexane, 3,4-dimethyl Hexane, 3-ethyl-2-methylpentane, 3-ethyl-3-methylpentane, 2-methylheptane, 3-methylheptane, 4-methylheptane, 2,2,3-trimethylpentane, 2,2,4-trimethylpentane, cyclooctane, cyclooctene, 1,2-dimethylcyclohexane, 1,3-dimethylcyclohexane, 1,4-dimethylcyclohexane, ethylcyclohexane, vinylcyclohexane, isopropylcyclopentane, 2,2-dimethyl-3-hexene, 2,4-dimethyl-1-hexene, 2,5-dimethyl-1-hexene, 2,5-dimethyl-2-hexene, 3,3-dimethyl-1-hexene, 3,4-dimethyl-1-hexene, 4,4-dimethyl ethyl-1-hexene, 2-ethyl-1-hexene, 2-methyl-1-heptene, 1-octene, 2-octene, 3-octene, 4-octene, 1,7-octadiene, 1-octyne, 2-octyne, 3-octyne, 4-octyne, n-nonane, 2,3-dimethylheptane, 2,4-dimethylheptane, 2,5-dimethylheptane, 3,3-dimethylheptane, 3,4-dimethylheptane, 3,5-dimethylheptane, 4-ethylheptane, 2-methyloctane, 3-methyloctane, 4-methyloctane, 2,2,4,4-tetramethylpentane, 2,2,4-trimethylhexane, 2,2,5-trimethylhexane, 2,2-dimethyl-3-heptene, 2,3-dimethyl aryl-3-heptene, 2,4-dimethyl-1-heptene, 2,6-dimethyl-1-heptene, 2,6-dimethyl-3-heptene, 3,5-dimethyl-3-heptene, 2,4,4-trimethyl-1-hexene, 3,5,5-trimethyl-1-hexene, 1-ethyl-2-methylcyclohexane, 1-ethyl-3-methylcyclohexane, 1-ethyl-4-methylcyclohexane, propylcyclohexane, isopropylcyclohexane, 1,1,3-trimethylcyclohexane, 1,1,4-trimethylcyclohexane, 1,2,3-trimethylcyclohexane, 1,2,4-trimethylcyclohexane, 1,3,5-trimethylcyclohexane, allylcyclohexane, aryl Dorindane, 1,8-nonadiene, 1-nonyne, 2-nonyne, 3-nonyne, 4-nonyne, 1-nonene, 2-nonene, 3-nonene, 4-nonene, n-decane, 3,3-dimethyloctane, 3,5-dimethyloctane, 4,4-dimethyloctane, 3-ethyl-3-methylheptane, 2-methylnonane, 3-methylnonane, 4-methylnonane, tert-butylcyclohexane, butylcyclohexane, isobutylcyclohexane, 4-isopropyl-1-methylcyclohexane, pentylcyclopentane, 1,1,3,5-tetramethylcyclohexane, cyclododecane, 1-decene, 2-decene, 3-decene, 4-decene, 5-decene, 1,9-decadiene, decahydro Naphthalene, 1-decyne, 2-decyne, 3-decyne, 4-decyne, 5-decyne, 1,5,9-decatriene, 2,6-dimethyl-2,4,6-octatriene, limonene, myrcene, 1,2,3,4,5-pentamethylcyclopentadiene, α-phellandrene, pinene, terpinene, tetrahydrodicyclopentadiene, 5,6-dihydrodicyclopentadiene, dicyclopentadiene, 1,4-decadiyne, 1,5-decadiyne, 1,9-decadiyne, 2,8-decadiyne, 4,6-decadiyne, n-undecane, amylcyclohexane, 1-undecene, 1,10-undecadiene, 1-undecyne, 3-undecyne, 5-undecyne, tricyclo[6.2.1.0 Examples of the aliphatic hydrocarbon solvent include 2,7 ]undec-4-ene, n-dodecane, 2-methylundecane, 3-methylundecane, 4-methylundecane, 5-methylundecane, 2,2,4,6,6-pentamethylheptane, 1,3-dimethyladamantane, 1-ethyladamantane, 1,5,9-cyclododecatriene, 1,2,4-trivinylcyclohexane, and isoparaffin. Examples of the isoparaffin solvent include Isopar C, Isopar E, Isopar G, Isopar H, Isopar L, Isopar M, and Isopar V (manufactured by Standard Oil).
Specific examples of ether-based organic solvents include diisopropyl ether, diisobutyl ether, diisopentyl ether, di-n-pentyl ether, methylcyclopentyl ether, methylcyclohexyl ether, di-n-butyl ether, di-sec-butyl ether, di-sec-pentyl ether, di-tert-amyl ether, di-n-hexyl ether, anisole, 3-methoxytoluene, 4-methoxytoluene, trans-anethole, etc. In order to suppress deactivation of the hydrosilyl group, the organic solvent may be one that does not have a hydroxyl group, a carboxyl group, a nitrogen atom, or a thiol group.

なお、溶剤の添加量は、(A)成分又は(B)成分の樹脂100質量部に対して10~50,000質量部の範囲とすることが好ましい。 The amount of solvent added is preferably in the range of 10 to 50,000 parts by mass per 100 parts by mass of the resin of component (A) or component (B).

[(C)成分]
アルケニル基を有するジオルガノシロキサンと、ヒドロシリル基を複数有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンは、(C)成分の白金族系触媒による付加反応によって架橋させることができる。
[Component (C)]
The diorganosiloxane having an alkenyl group and the organohydrogenpolysiloxane having a plurality of hydrosilyl groups can be crosslinked by an addition reaction in the presence of a platinum group catalyst, component (C).

(C)成分の白金族系触媒としては、塩化白金酸、塩化白金酸のアルコール溶液、塩化白金酸とアルコールとの反応物、塩化白金酸とオレフィン化合物との反応物、塩化白金酸とビニル基含有シロキサンとの反応物、白金-オレフィン錯体、白金-ビニル基含有シロキサン錯体等の白金系触媒、ロジウム錯体及びルテニウム錯体等の白金族金属系触媒などが挙げられる。また、これらの触媒をアルコール系、炭化水素系、シロキサン系溶剤に溶解・分散させたものを用いてもよい。 Examples of the platinum group catalyst of component (C) include platinum catalysts such as chloroplatinic acid, alcohol solutions of chloroplatinic acid, reaction products of chloroplatinic acid and alcohol, reaction products of chloroplatinic acid and olefin compounds, reaction products of chloroplatinic acid and vinyl group-containing siloxane, platinum-olefin complexes, platinum-vinyl group-containing siloxane complexes, and platinum group metal catalysts such as rhodium complexes and ruthenium complexes. These catalysts may also be dissolved or dispersed in alcohol-based, hydrocarbon-based, or siloxane-based solvents.

なお、白金族系触媒の添加量は、有効量であればよいが、樹脂100質量部に対して5~2,000ppm、特には10~500ppmの範囲とすることが好ましい。 The amount of platinum group catalyst added should be an effective amount, but it is preferable to add it in the range of 5 to 2,000 ppm, and particularly 10 to 500 ppm, per 100 parts by mass of resin.

上記シリコーン系の樹脂において、上述のアルケニル基を有するジオルガノシロキサン、RSiO0.5及びSiO単位を有するMQレジン、ヒドロシリル基を複数有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンに加えて、アミノ基、オキシラン基、オキセタン基、ポリエーテル基、ヒドロキシ基、カルボキシル基、メルカプト基、メタクリル基、アクリル基、フェノール基、シラノール基、カルボン酸無水物基、アリール基、アラルキル基、アミド基、エステル基、ラクトン環から選ばれる基を有する変性シロキサンを添加することによって上述の塩との相溶性が高まる。 In the above silicone-based resin, in addition to the above-mentioned diorganosiloxane having an alkenyl group, MQ resin having R3SiO0.5 and SiO2 units, and organohydrogenpolysiloxane having a plurality of hydrosilyl groups, the compatibility with the above-mentioned salt is improved by adding a modified siloxane having a group selected from an amino group, an oxirane group, an oxetane group, a polyether group, a hydroxy group, a carboxyl group, a mercapto group, a methacryl group, an acrylic group, a phenol group, a silanol group, a carboxylic anhydride group, an aryl group, an aralkyl group, an amide group, an ester group, and a lactone ring.

なお、後述のように、生体接触層は生体電極組成物の硬化物である。硬化させることによって、肌と導電性基材の両方に対する生体接触層の接着性が良好なものとなる。 As described below, the biocontact layer is a cured product of the bioelectrode composition. By curing, the adhesion of the biocontact layer to both the skin and the conductive substrate is improved.

また、付加硬化型のシリコーン樹脂を用いる場合には、(A)成分又は(B)成分中に付加反応制御剤を添加してもよい。この付加反応制御剤は、溶液中及び塗膜形成後の加熱硬化前の低温環境下で、白金族系触媒が作用しないようにするためのクエンチャーとして添加するものである。具体的には、3-メチル-1-ブチン-3-オール、3-メチル-1-ペンチン-3-オール、3,5-ジメチル-1-ヘキシン-3-オール、1-エチニルシクロヘキサノール、3-メチル-3-トリメチルシロキシ-1-ブチン、3-メチル-3-トリメチルシロキシ-1-ペンチン、3,5-ジメチル-3-トリメチルシロキシ-1-ヘキシン、1-エチニル-1-トリメチルシロキシシクロヘキサン、ビス(2,2-ジメチル-3-ブチノキシ)ジメチルシラン、1,3,5,7-テトラメチル-1,3,5,7-テトラビニルシクロテトラシロキサン、1,1,3,3-テトラメチル-1,3-ジビニルジシロキサン等が挙げられる。 In addition, when an addition-curing silicone resin is used, an addition reaction inhibitor may be added to component (A) or component (B). This addition reaction inhibitor is added as a quencher to prevent the platinum group catalyst from acting in the solution and in the low-temperature environment before heat curing after coating formation. Specific examples include 3-methyl-1-butyn-3-ol, 3-methyl-1-pentyn-3-ol, 3,5-dimethyl-1-hexyn-3-ol, 1-ethynylcyclohexanol, 3-methyl-3-trimethylsiloxy-1-butyne, 3-methyl-3-trimethylsiloxy-1-pentyne, 3,5-dimethyl-3-trimethylsiloxy-1-hexyne, 1-ethynyl-1-trimethylsiloxycyclohexane, bis(2,2-dimethyl-3-butynoxy)dimethylsilane, 1,3,5,7-tetramethyl-1,3,5,7-tetravinylcyclotetrasiloxane, and 1,1,3,3-tetramethyl-1,3-divinyldisiloxane.

付加反応制御剤の添加量は、特に限定されないが、樹脂100質量部に対して0~10質量部、特に0.05~3質量部の範囲とすることが好ましい。 The amount of addition reaction inhibitor added is not particularly limited, but it is preferable to add it in the range of 0 to 10 parts by weight, and especially 0.05 to 3 parts by weight, per 100 parts by weight of resin.

[(D)成分]
本発明の生体電極組成物は、(D)成分としての導電性粉末をさらに含有することができる。導電性粉末としては、導電性を有する粉末であれば特に制限されないが、カーボン粉(カーボン材料)、金属粉、ケイ素粉、チタン酸リチウム粉、及び金属塩化物粉から選択される1種類以上が好ましく、カーボン粉及び/又は金属粉がより好ましい。(D)成分は、(A)成分又は(B)成分中に予め混合しておくことが好ましい。このような導電性粉末(カーボン粉、金属粉など)をさらに添加することによって一層導電性を向上させることができる。なお、以下において、導電性粉末を「導電性向上剤」ともいう。
[Component (D)]
The bioelectrode composition of the present invention can further contain a conductive powder as component (D). The conductive powder is not particularly limited as long as it is a powder having conductivity, but is preferably one or more selected from carbon powder (carbon material), metal powder, silicon powder, lithium titanate powder, and metal chloride powder, and more preferably carbon powder and/or metal powder. It is preferable that component (D) is mixed in advance in component (A) or component (B). By further adding such a conductive powder (carbon powder, metal powder, etc.), the conductivity can be further improved. In the following, the conductive powder is also called "conductivity improver".

[カーボン粉]
導電性向上剤として、カーボン材料(カーボン粉)を添加することができる。カーボン材料としては、カーボンブラック、黒鉛、カーボンナノチューブ、炭素繊維等を挙げることができる。カーボンナノチューブは単層、多層のいずれであってもよく、表面が有機基で修飾されていても構わない。カーボン粉が更にイオン成分を含有すること、つまり、カーボン材料(カーボン粉)表面又は内部にイオンを吸着又は含有していてもよい。カーボン材料にイオンを吸着又は含有させることによってイオン導電性が更に向上し、生体信号の感度をより高めることができる。カーボン粉にイオンを吸着又は含有させるには、イオンを含む溶液中にカーボン粉を分散させて攪拌しながら加熱する方法や、カーボン粉にイオンを打ち込む方法を挙げることができる。カーボン材料の添加量は、樹脂100質量部に対して1~50質量部の範囲とすることが好ましい。
[Carbon powder]
Carbon materials (carbon powder) can be added as the conductivity enhancer. Examples of carbon materials include carbon black, graphite, carbon nanotubes, and carbon fibers. The carbon nanotubes may be either single-layered or multi-layered, and the surface may be modified with an organic group. The carbon powder may further contain ion components, that is, ions may be adsorbed or contained on the surface or inside of the carbon material (carbon powder). By adsorbing or containing ions in the carbon material, the ionic conductivity can be further improved, and the sensitivity of the biosignal can be further increased. To adsorb or contain ions in the carbon powder, a method of dispersing the carbon powder in a solution containing ions and heating the solution while stirring, or a method of implanting ions into the carbon powder can be mentioned. The amount of carbon material added is preferably in the range of 1 to 50 parts by mass per 100 parts by mass of the resin.

[金属粉]
本発明の生体電極組成物には、電子導電性を高めるために、(D)成分として、金、銀、白金、銅、錫、チタン、ニッケル、アルミニウム、タングステン、モリブデン、ルテニウム、クロム、インジウムから選ばれる金属粉を添加することが好ましい。金属粉の添加量は、特に限定されないが、樹脂100質量部に対して1~50質量部の範囲とすることが好ましい。
[Metal powder]
In order to increase the electronic conductivity, it is preferable to add a metal powder selected from gold, silver, platinum, copper, tin, titanium, nickel, aluminum, tungsten, molybdenum, ruthenium, chromium, and indium as component (D) to the bioelectrode composition of the present invention. The amount of the metal powder added is not particularly limited, but is preferably in the range of 1 to 50 parts by mass per 100 parts by mass of the resin.

金属粉の種類として導電性の観点では金、銀、白金が好ましく、価格の観点では銀、銅、錫、チタン、ニッケル、アルミニウム、タングステン、モリブデン、ルテニウム、クロムが好ましい。生体適合性の観点では貴金属が好ましく、これらの観点で総合的には銀が最も好ましい。 As for the types of metal powder, gold, silver, and platinum are preferred from the viewpoint of electrical conductivity, and silver, copper, tin, titanium, nickel, aluminum, tungsten, molybdenum, ruthenium, and chromium are preferred from the viewpoint of cost. From the viewpoint of biocompatibility, precious metals are preferred, and from these viewpoints overall, silver is the most preferred.

金属粉の形状としては、球状、円盤状、フレーク状、針状を挙げることができるが、フレーク状の粉末を添加したときの導電性が最も高くて好ましい。金属粉のサイズは、特に限定されないが、100μm以下、タップ密度が5g/cm以下、比表面積が0.5m/g以上の、比較的低密度で比表面積が大きいフレークが好ましい。導電性向上剤として、金属粉とカーボン材料(カーボン粉)の両者を添加することもできる。 The shape of the metal powder can be spherical, disk-like, flake-like, or needle-like, but the addition of flake-like powder is the most conductive and is therefore preferred. The size of the metal powder is not particularly limited, but flakes having a relatively low density and large specific surface area of 100 μm or less, a tap density of 5 g/cm 3 or less, and a specific surface area of 0.5 m 2 /g or more are preferred. Both metal powder and carbon material (carbon powder) can also be added as the conductivity enhancer.

[珪素粉]
本発明の生体電極組成物には、(D)成分として、イオン受容の感度を高めるために、珪素粉を添加することが出来る。珪素粉としては、珪素、一酸化珪素、炭化珪素からなる粉体を挙げることが出来る。粉体の粒子径は、特に限定されないが、100μmよりも小さい方が好ましく、より好ましくは1μm以下である。より細かい粒子の方が表面積が大きいために、たくさんのイオンを受け取ることが出来、高感度な生体電極となる。珪素粉の添加量は、特に限定されないが、樹脂100質量部に対して1~50質量部の範囲とすることが好ましい。
[Silicon powder]
In the bioelectrode composition of the present invention, silicon powder can be added as component (D) to enhance the sensitivity of ion reception. Examples of silicon powder include powders made of silicon, silicon monoxide, and silicon carbide. The particle size of the powder is not particularly limited, but is preferably smaller than 100 μm, and more preferably 1 μm or less. Since finer particles have a larger surface area, more ions can be received, resulting in a highly sensitive bioelectrode. The amount of silicon powder added is not particularly limited, but is preferably in the range of 1 to 50 parts by mass per 100 parts by mass of resin.

[チタン酸リチウム粉]
本発明の生体電極組成物には、(D)成分として、イオン受容の感度を高めるために、チタン酸リチウム粉を添加することが出来る。チタン酸リチウム粉としては、LiTiO、LiTiO、スピネル構造のLiTi12の分子式を挙げることが出来、スピネル構造品が好ましい。又、カーボンと複合化したチタン酸リチウム粒子を用いることも出来る。粉体の粒子径は、特に限定されないが、100μmよりも小さい方が好ましく、より好ましくは1μm以下である。より細かい粒子の方が表面積が大きいために、たくさんのイオンを受け取ることが出来、高感度な生体電極となる。これらは炭素との複合粉であっても良い。チタン酸リチウム粉の添加量は、特に限定されないが、樹脂100質量部に対して1~50質量部の範囲とすることが好ましい。
[Lithium titanate powder]
In the bioelectrode composition of the present invention, lithium titanate powder can be added as component (D) to enhance the sensitivity of ion reception. Examples of lithium titanate powder include the molecular formulas Li 2 TiO 3 , LiTiO 2 , and Li 4 Ti 5 O 12 with a spinel structure, with the spinel structure being preferred. Lithium titanate particles composited with carbon can also be used. The particle size of the powder is not particularly limited, but is preferably smaller than 100 μm, more preferably 1 μm or less. Since finer particles have a larger surface area, they can receive more ions, resulting in a highly sensitive bioelectrode. These may be composite powders with carbon. The amount of lithium titanate powder added is not particularly limited, but is preferably in the range of 1 to 50 parts by mass per 100 parts by mass of resin.

[金属塩化物粉]
本発明の生体電極組成物には、(D)成分として、イオン導電性を向上させるために、金属塩化物粉を添加することが出来る。金属塩化物粉としては、後述するイオン性添加剤である塩化ナトリウム、塩化カリウムなどのアルカリ金属塩化物や、塩化カルシウム、塩化マグネシウムなどのアルカリ土類金属塩化物の粉末を挙げることが出来る。中でも、塩化ナトリウム、塩化カリウムが好ましい。粉体の粒子径は、特に限定されないが、100μmよりも小さい方が好ましく、より好ましくは1μm以下である。より細かい粒子の方が表面積が大きいために、より効率的にイオンキャリアとして機能することができ、高感度な生体電極となる。これらは炭素との複合粉(カーボン粉が更に金属塩化物由来のイオン成分を含有するもの)であっても良い。カーボン粉を含有させるには、上述のカーボン粉にイオン成分を含有させる方法によることができる。例えば、塩化ナトリウムや塩化カリウムなどの金属塩化物の水溶液又はメタノールなどアルコール分散液に、黒鉛やカーボンブラックなどのカーボン粉を加え、必要に応じて加熱しながら攪拌した後、溶媒(水、メタノールなど)を蒸発させてイオン処理カーボン粉を得ることができる。金属塩化物粉の添加量は、特に限定されないが、樹脂100質量部に対して1~50質量部の範囲とすることが好ましい。
[Metal chloride powder]
In the bioelectrode composition of the present invention, a metal chloride powder can be added as component (D) to improve ionic conductivity. Examples of the metal chloride powder include alkali metal chlorides such as sodium chloride and potassium chloride, which are ionic additives described later, and alkaline earth metal chlorides such as calcium chloride and magnesium chloride. Among them, sodium chloride and potassium chloride are preferred. The particle size of the powder is not particularly limited, but is preferably smaller than 100 μm, and more preferably 1 μm or less. Since finer particles have a larger surface area, they can function as ion carriers more efficiently, resulting in a highly sensitive bioelectrode. These may be composite powders with carbon (carbon powder further containing ionic components derived from metal chlorides). To incorporate carbon powder, the above-mentioned method of incorporating ionic components into carbon powder can be used. For example, carbon powder such as graphite or carbon black can be added to an aqueous solution of metal chlorides such as sodium chloride or potassium chloride, or an alcohol dispersion such as methanol, and stirred while heating as necessary, and then the solvent (water, methanol, etc.) is evaporated to obtain ion-treated carbon powder. The amount of metal chloride powder added is not particularly limited, but is preferably in the range of 1 to 50 parts by mass per 100 parts by mass of the resin.

上記金属粉等の粒子径(サイズ)は、レーザー回折・散乱法によって求めた体積基準の粒度分布における積算値50%での粒径(D50)とすることができる。レーザー回折・散乱法による測定は、例えば、マイクロトラック粒度分析計MT3300EX(日機装(株)製)により行えばよい。 The particle diameter (size) of the metal powder or the like can be the particle diameter at 50% of the cumulative value in the volume-based particle size distribution determined by the laser diffraction/scattering method (D50). Measurement by the laser diffraction/scattering method can be performed, for example, using a Microtrack particle size analyzer MT3300EX (manufactured by Nikkiso Co., Ltd.).

[(E)成分]
本発明の生体電極組成物は、必要に応じて(E)成分としての添加剤をさらに含有することができる。添加剤としては、ポリエーテル、ポリグリセリン、ポリグリセリンエステル、ポリエーテルシリコーン、ポリグリセリンシリコーンなどの保湿成分、イオン導電性向上のための塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、サッカリンナトリウム塩、アセスルファムカリウム、カルボン酸ナトリウム、カルボン酸カリウム、カルボン酸カルシウム、スルホン酸ナトリウム、スルホン酸カリウム、スルホン酸カルシウム、リン酸ナトリウム、リン酸カリウム、リン酸カルシウム、リン酸マグネシウム、ベタイン等の塩を挙げることができる。後述のポリグリセリン構造を有するシリコーン化合物や無機粒子も挙げられる。
[Component (E)]
The bioelectrode composition of the present invention can further contain additives as component (E) if necessary.Additives can include moisturizing components such as polyether, polyglycerin, polyglycerin ester, polyether silicone, polyglycerin silicone, and salts such as sodium chloride, potassium chloride, calcium chloride, magnesium chloride, sodium saccharin, potassium acesulfame, sodium carboxylate, potassium carboxylate, calcium carboxylate, sodium sulfonate, potassium sulfonate, calcium sulfonate, sodium phosphate, potassium phosphate, calcium phosphate, magnesium phosphate, and betaine for improving ionic conductivity.Additives can also include silicone compounds and inorganic particles having a polyglycerin structure as described below.

(粘着性付与剤)
また、生体電極組成物には、生体に対する粘着性を付与するために、粘着性付与剤を添加してもよい。このような粘着性付与剤としては、例えば、シリコーンレジンや非架橋性のシロキサン、非架橋性のポリ(メタ)アクリレート、非架橋性のポリエーテル等を挙げることができる。
(Tackifier)
In addition, a tackifier may be added to the bioelectrode composition to impart adhesion to the living body. Examples of such tackifiers include silicone resins, non-crosslinked siloxanes, non-crosslinked poly(meth)acrylates, and non-crosslinked polyethers.

(架橋剤)
生体電極組成物にはエポキシ系の架橋剤を添加することも出来る。この場合の架橋剤は、エポキシ基やオキセタン基を1分子内に複数有する化合物である。添加量としては、樹脂100質量部に対して1~30質量部である。
(Crosslinking Agent)
An epoxy-based crosslinking agent can be added to the bioelectrode composition. In this case, the crosslinking agent is a compound having multiple epoxy groups or oxetane groups in one molecule. The amount of the crosslinking agent added is 1 to 30 parts by mass per 100 parts by mass of the resin.

(架橋触媒)
生体電極組成物にはエポキシ基やオキセタン基を架橋するための触媒を添加することも出来る。この場合の触媒は、特表2019-503406号中、段落0027~0029に記載されているものを用いることが出来る。添加量としては、樹脂100質量部に対して0.01~10質量部である。
(Crosslinking catalyst)
A catalyst for crosslinking epoxy groups or oxetane groups can also be added to the bioelectrode composition. In this case, the catalysts described in paragraphs 0027 to 0029 of JP-A-2019-503406 can be used. The amount of the catalyst added is 0.01 to 10 parts by mass per 100 parts by mass of the resin.

(イオン性添加剤)
生体電極組成物には、イオン導電性を上げるためのイオン性添加剤を添加することが出来る。生体適合性を考慮すると、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化カルシウム、サッカリンナトリウム塩、アセスルファムカリウム、特開2018-44147号公報、同2018-59050号公報、同2018-59052号公報、同2018-130534公報の塩を挙げることが出来る。
(Ionic Additives)
Ionic additives for increasing ionic conductivity can be added to the bioelectrode composition. In consideration of biocompatibility, sodium chloride, potassium chloride, calcium chloride, saccharin sodium salt, acesulfame potassium, and salts described in JP-A-2018-44147, JP-A-2018-59050, JP-A-2018-59052, and JP-A-2018-130534 can be mentioned.

(ポリグリセリン構造を有するシリコーン化合物)
本発明の生体電極組成物において、膜の保湿性を向上させて肌から放出されるイオンの感受性とイオン導電性を向上させるために、ポリグリセリン構造を有するシリコーン化合物を添加することも出来る。ポリグリセリン構造を有するシリコーン化合物の配合量は、特に限定されないが、(A)成分と(B)成分の合計100質量部に対して0.01~100質量部とすることが好ましく、0.5~60質量部とすることがより好ましい。また、ポリグリセリン構造を有するシリコーン化合物は、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を混合で使用してもよい。
(Silicone compound having a polyglycerin structure)
In the bioelectrode composition of the present invention, a silicone compound having a polyglycerin structure can be added in order to improve the moisture retention of the membrane and improve the sensitivity and ion conductivity of ions released from the skin. The amount of the silicone compound having a polyglycerin structure is not particularly limited, but is preferably 0.01 to 100 parts by mass, more preferably 0.5 to 60 parts by mass, per 100 parts by mass of the total of the (A) component and the (B) component. The silicone compound having a polyglycerin structure may be used alone or in a mixture of two or more types.

ポリグリセリン構造を有するシリコーン化合物は、下記一般式(4)および(5)で示されるものであることが好ましい。

Figure 0007507136000005
(式(4)および(5)中、R’は、それぞれ独立であり、互いに同一であっても異なっていても良く、水素原子または炭素数1~50の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、又はフェニル基であり、エーテル基を含有していても良く、一般式(6)で示されるシリコーン鎖であってもよく、R’は式(4)-1又は式(4)-2で表されるポリグリセリン基構造を有する基であり、R’は、それぞれ独立であり、互いに同一であっても異なっていても良く、前記R’基又は前記R’基であり、R’は、それぞれ独立であり、互いに同一であっても異なっていても良く、前記R’基、前記R’基又は酸素原子である。R’が酸素原子である場合、R’基は結合して1つのエーテル基となって、ケイ素原子とともに環を形成しても良い。a’は同一であっても異なっていても良く0~100であり、b’は0~100であり、a’+b’は0~200である。但し、b’が0の時はR’の少なくとも1つが前記R’基である。式(4)-1、(4)-2及び(5)中、R’は炭素数2~10のアルキレン基又は炭素数7~10のアラルキレン基、R’及びR’は炭素数2~6のアルキレン基であり、R’はエーテル結合であっても良く、c’は0~20、d’は1~20である。R8’は、水素原子、エーテル基を含有していても良い炭素数1~50の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、又はフェニル基である。) The silicone compound having a polyglycerin structure is preferably one represented by the following general formulas (4) and (5).
Figure 0007507136000005
(In formulas (4) and (5), R 1 ' are each independent and may be the same or different from each other, and are a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 50 carbon atoms, or a phenyl group, and may contain an ether group or may be a silicone chain represented by general formula (6); R 2 ' are a group having a polyglycerin group structure represented by formula (4)-1 or formula (4)-2; R 3 ' are each independent and may be the same or different from each other, and are the R 1 ' group or the R 2 'group; R 4 ' are each independent and may be the same or different from each other, and are the R 1 ' group, the R 2 ' group, or an oxygen atom. When R 4 ' is an oxygen atom, R 4 The R 3 ' groups may be bonded to one ether group to form a ring together with the silicon atom. a' may be the same or different and is 0 to 100, b' is 0 to 100, and a'+b' is 0 to 200. However, when b' is 0, at least one of R 3 ' is the R 2 ' group. In formulae (4)-1, (4)-2, and (5), R 5 ' is an alkylene group having 2 to 10 carbon atoms or an aralkylene group having 7 to 10 carbon atoms, R 6 ' and R 7 ' are alkylene groups having 2 to 6 carbon atoms, R 7 ' may be an ether bond, c' is 0 to 20, and d' is 1 to 20. R 8 ' is a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 50 carbon atoms which may contain an ether group, or a phenyl group.)

このようなポリグリセリン構造を有するシリコーン化合物としては、例えば以下を例示することができる。 Examples of silicone compounds having such a polyglycerin structure include the following:

Figure 0007507136000006
Figure 0007507136000006

Figure 0007507136000007
Figure 0007507136000007

Figure 0007507136000008
Figure 0007507136000008

Figure 0007507136000009
Figure 0007507136000009

Figure 0007507136000010
Figure 0007507136000010

Figure 0007507136000011
Figure 0007507136000011

Figure 0007507136000012
Figure 0007507136000012

Figure 0007507136000013
Figure 0007507136000013

Figure 0007507136000014
Figure 0007507136000014

Figure 0007507136000015
(式中、a‘、b’、c’及びd’は上記のとおりである)
Figure 0007507136000015
(wherein a', b', c' and d' are as defined above).

このようなポリグリセリン構造を有するシリコーン化合物を含むものであれば、より優れた保湿性を示すことができ、その結果、肌から放出されるイオンに対してより優れた感度を示すことができる生体接触層を形成できる生体電極組成物とすることができる。 If the composition contains a silicone compound having such a polyglycerin structure, it will be able to exhibit better moisturizing properties, and as a result, it will be possible to obtain a bioelectrode composition that can form a biocontact layer that exhibits better sensitivity to ions released from the skin.

(その他添加剤)
生体電極組成物には、シリカ粒子、アルミナ粒子、チタニア粒子、ジルコニア粒子などの無機粒子を混合することも出来る。シリカ粒子、アルミナ粒子、チタニア粒子、ジルコニア粒子は表面が親水性であり、親水性のイオンポリマーやポリグリセリンシリコーンとのなじみが良く、疎水性のシリコーン粘着剤でのイオンポリマーやポリグリセリンシリコーンのシリコーン粘着剤での分散性を向上させることが出来る。シリカ粒子、アルミナ粒子、チタニア粒子、ジルコニア粒子は乾式、湿式どちらでも好ましく用いることが出来る。シリカ粒子、アルミナ粒子、チタニア粒子、ジルコニア粒子の形状は、球状、楕円状、不定形状、中空状、多孔質のいずれであっても構わない。また、シリカなどの粒子表面をシランカップリング剤やシリコーンなどで表面修飾していても構わない。
(Other additives)
The bioelectrode composition can also be mixed with inorganic particles such as silica particles, alumina particles, titania particles, and zirconia particles. The silica particles, alumina particles, titania particles, and zirconia particles have a hydrophilic surface, and are compatible with hydrophilic ionic polymers and polyglycerin silicones, and can improve the dispersibility of ionic polymers and polyglycerin silicones in hydrophobic silicone adhesives. The silica particles, alumina particles, titania particles, and zirconia particles can be preferably used in either dry or wet processes. The shape of the silica particles, alumina particles, titania particles, and zirconia particles can be any of spherical, elliptical, irregular, hollow, and porous. In addition, the surface of the particles such as silica can be surface-modified with a silane coupling agent or silicone.

<生体電極組成物の製造方法>
本発明の生体電極組成物の製造法は特に限定されないが、例えば、(A)イオン性の高分子材料と、(B)少なくともヒドロシリル基を有する付加反応硬化型のシリコーン、及び(C)白金族系触媒を別々の容器で保管し、生体電極を作製するときにそれぞれを混合して生体電極組成物とすることができる。
<Method of manufacturing the bioelectrode composition>
The method for producing the bioelectrode composition of the present invention is not particularly limited. For example, (A) an ionic polymer material, (B) an addition reaction curing type silicone having at least a hydrosilyl group, and (C) a platinum group catalyst can be stored in separate containers, and when producing a bioelectrode, they can be mixed to form the bioelectrode composition.

このように、イオン性の高分子材料と、ヒドロシリル基を有するオルガノハイドロジェンシロキサンとは別の容器に入れて保管し、ヒドロシリル化反応による硬化直前に白金族系触媒と一緒に混合し、塗布によって成膜しベークによってヒドロシリル化反応による硬化を行うことが好ましい。イオン性の高分子化合物を含有する溶剤は、脱水処理を行って水分を除去していても微量の水分を含有しており、長期間の保管中に徐々にシラノールが生成してしまうためである。 In this way, it is preferable to store the ionic polymer material and the organohydrogensiloxane having hydrosilyl groups in separate containers, mix them with the platinum group catalyst just before curing by the hydrosilylation reaction, form a film by coating, and cure by the hydrosilylation reaction by baking. This is because solvents containing ionic polymer compounds contain trace amounts of moisture even after dehydration to remove moisture, and silanols are gradually generated during long-term storage.

また、上記(D)成分を含む場合には、(D)成分が、(C)成分を混合する前か混合と同時に、(A)成分又は(B)成分中に混合されてもよい。
このようにすることで(D)成分由来の水分による影響を小さくすることができる。
In addition, when the above-mentioned component (D) is contained, the component (D) may be mixed into the component (A) or the component (B) before or simultaneously with mixing of the component (C).
This can reduce the effect of moisture from component (D).

(脱水処理)
上述したように水を含有しやすいのは、(B)成分のヒドロシリル基を有するシリコーンではなく、極性溶剤を含む(A)成分のイオン性の高分子材料を含有する溶液である。(A)溶液に含有している水分が、(B)溶液と混合したときに上記ヒドロシリル基の失活反応を引き起こす。よって、(A)成分のイオン性の高分子化合物を含有する溶液は必要に応じて脱水処理を行う。脱水処理は、常法によって行えばよく、例えばイオン性の高分子化合物を含有する溶液の濃度を上げるための共沸脱水や、モレキュラーシーブス等の脱水剤を用いることによって行うことが出来る。
(Dehydration treatment)
As mentioned above, it is not the silicone having hydrosilyl groups of the component (B) that is likely to contain water, but the solution containing the ionic polymer material of the component (A) containing a polar solvent. When mixed with the solution (B), the water contained in the solution (A) causes a deactivation reaction of the hydrosilyl groups. Therefore, the solution containing the ionic polymer compound of the component (A) is dehydrated as necessary. The dehydration treatment may be performed by a conventional method, for example, by azeotropic dehydration to increase the concentration of the solution containing the ionic polymer compound, or by using a dehydrating agent such as molecular sieves.

以上のように、本発明の生体電極組成物であれば、肌からの電気信号を効率良くデバイスに伝えることができ(即ち、導電性に優れ)、長期間肌に装着してもアレルギーを起こす恐れがなく(即ち、生体適合性に優れ)、軽量であり、低コストで製造することができ、水に濡れても乾燥しても導電性が大幅に低下することがない生体電極用の生体接触層を形成することができる生体電極組成物となる。また、導電性粉末(カーボン粉、金属粉など)を添加することによって一層導電性を向上させることができ、粘着性と伸縮性を有する樹脂と組み合わせることによって特に高粘着力で伸縮性が高い生体電極を製造することができる。更に、添加剤等により肌に対する伸縮性や粘着性を向上させることができ、樹脂の組成や生体接触層の厚さを適宜調節することで、伸縮性や粘着性を調整することもできる。 As described above, the bioelectrode composition of the present invention can efficiently transmit electrical signals from the skin to the device (i.e., has excellent electrical conductivity), is not likely to cause allergies even when worn on the skin for a long period of time (i.e., has excellent biocompatibility), is lightweight, can be manufactured at low cost, and can form a biocontact layer for a bioelectrode whose electrical conductivity does not decrease significantly even when wet or dried. In addition, the electrical conductivity can be further improved by adding a conductive powder (carbon powder, metal powder, etc.), and a bioelectrode with particularly high adhesive strength and high elasticity can be manufactured by combining it with a resin having adhesiveness and elasticity. Furthermore, the elasticity and adhesiveness to the skin can be improved by using additives, and the elasticity and adhesiveness can be adjusted by appropriately adjusting the composition of the resin and the thickness of the biocontact layer.

<生体電極>
また、本発明では、導電性基材と該導電性基材上に形成された生体接触層とを有する生体電極であって、前記生体接触層が、上述の本発明の生体電極組成物の硬化物である生体電極を提供する。
<Bioelectrode>
The present invention also provides a bioelectrode having a conductive substrate and a biocontact layer formed on the conductive substrate, the bioelectrode being a cured product of the bioelectrode composition of the present invention described above.

以下、本発明の生体電極について、図面を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 The bioelectrode of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto.

図1は、本発明の生体電極の一例を示す概略断面図である。図1の生体電極1は、導電性基材2と該導電性基材2上に形成された生体接触層3とを有するものである。生体接触層3は本発明の生体電極組成物の硬化物からなる。生体接触層3は樹脂6、イオン性ポリマー5、導電性向上剤4を含むことができる。以下図1,2を参照して、生体接触層3が、導電性向上剤4とイオン性ポリマー5が樹脂6中に分散された層である場合について説明するが、本発明の生体電極はこの態様に限定されない。 Figure 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of the bioelectrode of the present invention. The bioelectrode 1 in Figure 1 has a conductive substrate 2 and a biocontact layer 3 formed on the conductive substrate 2. The biocontact layer 3 is made of a cured product of the bioelectrode composition of the present invention. The biocontact layer 3 can contain a resin 6, an ionic polymer 5, and a conductivity enhancer 4. Below, with reference to Figures 1 and 2, a case where the biocontact layer 3 is a layer in which the conductivity enhancer 4 and the ionic polymer 5 are dispersed in the resin 6 will be described, but the bioelectrode of the present invention is not limited to this form.

このような図1の生体電極1を使用する場合には、図2に示されるように、生体接触層3(即ち、導電性向上剤4とイオン性ポリマー5が樹脂6中に分散された層)を生体7と接触させ、導電性向上剤4とイオン性ポリマー5によって生体7から電気信号を取り出し、これを導電性基材2を介して、センサーデバイス等(不図示)まで伝導させる。このように、本発明の生体電極であれば、上述のイオン性ポリマーと導電性向上剤によって導電性及び生体適合性を両立でき、粘着性も有しているために肌との接触面積が一定で、肌からの電気信号を安定的に高感度で得ることができる。 When using such a bioelectrode 1 of FIG. 1, as shown in FIG. 2, the biocontact layer 3 (i.e., a layer in which the conductivity enhancer 4 and ionic polymer 5 are dispersed in the resin 6) is brought into contact with the living body 7, and an electrical signal is extracted from the living body 7 by the conductivity enhancer 4 and the ionic polymer 5, and this is conducted to a sensor device or the like (not shown) via the conductive substrate 2. In this way, with the bioelectrode of the present invention, the above-mentioned ionic polymer and conductivity enhancer can achieve both electrical conductivity and biocompatibility, and since it also has adhesiveness, the contact area with the skin is constant, and electrical signals from the skin can be obtained stably and with high sensitivity.

以下、本発明の生体電極の各構成材料について、更に詳しく説明する。 The constituent materials of the bioelectrode of the present invention are described in more detail below.

[導電性基材]
本発明の生体電極は、導電性基材を有するものである。この導電性基材は、通常、センサーデバイス等と電気的に接続されており、生体から生体接触層を介して取り出した電気信号をセンサーデバイス等まで伝導させる。
[Conductive substrate]
The bioelectrode of the present invention has a conductive substrate. This conductive substrate is usually electrically connected to a sensor device or the like, and conducts an electrical signal extracted from a living body via a living body contact layer to the sensor device or the like.

導電性基材としては、導電性を有するものであれば特に限定されないが、例えば、金、銀、塩化銀、白金、アルミニウム、マグネシウム、スズ、タングステン、鉄、銅、ニッケル、ステンレス、クロム、チタン、炭素及び導電ポリマーから選ばれる1種以上を含むものとすることが好ましい。 The conductive substrate is not particularly limited as long as it is conductive, but it is preferable that the conductive substrate contains at least one selected from the group consisting of gold, silver, silver chloride, platinum, aluminum, magnesium, tin, tungsten, iron, copper, nickel, stainless steel, chromium, titanium, carbon, and conductive polymers.

また、導電性基材は、特に限定されず、硬質な導電性基板等であってもよいし、フレキシブル性を有する導電性フィルムや導電性ペーストを表面にコーティングした布地や導電性ポリマーを練り込んだ布地であってもよい。導電性基材は平坦でも凹凸があっても金属線を織ったメッシュ状であってもよく、生体電極の用途等に応じて適宜選択すればよい。 The conductive substrate is not particularly limited and may be a hard conductive substrate, a flexible conductive film, a fabric coated with a conductive paste, or a fabric with a conductive polymer kneaded into it. The conductive substrate may be flat or uneven, or may be a mesh of woven metal wires, and may be selected appropriately depending on the application of the bioelectrode.

[生体接触層]
本発明の生体電極は、導電性基材上に形成された生体接触層を有するものである。この生体接触層は、生体電極を使用する際に、実際に生体と接触する部分であり、導電性及び粘着性を有する。生体接触層は、上述の本発明の生体電極組成物の硬化物であり、即ち、上述の(A)成分と、(B)成分、(C)成分を混合し、塗布の後に硬化させた粘着性の樹脂層である。(A)成分と(B)成分には、アルケニル基を有するポリシロキサンとMQレジン、必要に応じて(D)成分、(E)成分を含有していても良い。
[Bio-contact layer]
The bioelectrode of the present invention has a biocontact layer formed on a conductive substrate. This biocontact layer is the part that actually comes into contact with the living body when the bioelectrode is used, and has electrical conductivity and adhesiveness. The biocontact layer is a cured product of the bioelectrode composition of the present invention, that is, an adhesive resin layer obtained by mixing the above-mentioned components (A), (B), and (C), applying the mixture, and then curing the mixture. The components (A) and (B) may contain polysiloxane having an alkenyl group and MQ resin, and may also contain components (D) and (E) as necessary.

なお、生体接触層の粘着力としては、0.5N/25mm以上20N/25mm以下の範囲が好ましい。粘着力の測定方法は、JIS Z 0237に示される方法が一般的であり、基材としてはSUS(ステンレス鋼)のような金属基板やPET(ポリエチレンテレフタラート)基板を用いることができるが、人の肌を用いて測定することもできる。人の肌の表面エネルギーは、金属や各種プラスチックより低く、テフロン(登録商標)に近い低エネルギーであり、粘着しにくい性質である。 The adhesive strength of the biological contact layer is preferably in the range of 0.5 N/25 mm to 20 N/25 mm. The adhesive strength is generally measured by the method shown in JIS Z 0237. A metal substrate such as SUS (stainless steel) or a PET (polyethylene terephthalate) substrate can be used as the substrate, but it can also be measured using human skin. The surface energy of human skin is lower than that of metals and various plastics, and is close to that of Teflon (registered trademark), making it less adhesive.

生体電極の生体接触層の厚さは、1μm以上5mm以下が好ましく、2μm以上3mm以下がより好ましい。生体接触層が薄くなるほど粘着力は低下するが、フレキシブル性は向上し、軽くなって肌へのなじみが良くなる。粘着性や肌への風合いとの兼ね合いで生体接触層の厚さを選択することができる。 The thickness of the biocontact layer of the bioelectrode is preferably 1 μm to 5 mm, more preferably 2 μm to 3 mm. The thinner the biocontact layer, the weaker the adhesive strength, but the more flexible it is, the lighter it is, and the better it fits to the skin. The thickness of the biocontact layer can be selected taking into account the balance between adhesiveness and feel on the skin.

また、本発明の生体電極では、従来の生体電極(例えば、特開2004-033468号公報に記載の生体電極)と同様、使用時に生体から生体電極が剥がれるのを防止するために、生体接触層上に別途粘着膜を設けてもよい。別途粘着膜を設ける場合には、アクリル型、ウレタン型、シリコーン型等の粘着膜材料を用いて粘着膜を形成すればよく、特にシリコーン型は酸素透過性が高いためこれを貼り付けたままの皮膚呼吸が可能であり、撥水性も高いため汗による粘着性の低下が少なく、更に、肌への刺激性が低いことから好適である。なお、本発明の生体電極では、上記のように、生体電極組成物に粘着性付与剤を添加したり、生体への粘着性が良好な樹脂を用いたりすることで、生体からの剥がれを防止することができるため、上記の別途設ける粘着膜は必ずしも設ける必要はない。 In addition, in the bioelectrode of the present invention, as in the case of conventional bioelectrodes (for example, the bioelectrode described in JP 2004-033468 A), a separate adhesive film may be provided on the biocontact layer to prevent the bioelectrode from peeling off from the living body during use. When providing a separate adhesive film, it is sufficient to form the adhesive film using an adhesive film material such as an acrylic type, a urethane type, or a silicone type. In particular, the silicone type has high oxygen permeability, so that the skin can breathe while it is attached, and has high water repellency, so that the adhesiveness is less likely to decrease due to sweat, and further, it is suitable because it is less irritating to the skin. In addition, in the bioelectrode of the present invention, as described above, peeling off from the living body can be prevented by adding an adhesive imparting agent to the bioelectrode composition or using a resin that has good adhesiveness to the living body, so the above-mentioned separate adhesive film is not necessarily required.

本発明の生体電極をウェアラブルデバイスとして使用する際の、生体電極とセンサーデバイスの配線や、その他の部材については、特に限定されるものではなく、例えば、特開2004-033468号公報に記載のものを適用することができる。 When using the bioelectrode of the present invention as a wearable device, there are no particular limitations on the wiring between the bioelectrode and the sensor device, and other components, and for example, those described in JP 2004-033468 A can be used.

以上のように、本発明の生体電極であれば、上述の本発明の生体電極組成物の硬化物で生体接触層が形成されるため、肌からの電気信号を効率良くデバイスに伝えることができ(即ち、導電性に優れ)、長期間肌に装着してもアレルギーを起こす恐れがなく(即ち、生体適合性に優れ)、軽量であり、低コストで製造することができ、水に濡れても乾燥しても導電性が大幅に低下することがない生体電極となる。また、導線性粉を添加することによって一層導電性を向上させることができ、粘着性と伸縮性を有する樹脂と組み合わせることによって特に高粘着力で伸縮性が高い生体電極を製造することができる。更に、添加剤等により肌に対する伸縮性や粘着性を向上させることができ、樹脂の組成や生体接触層の厚さを適宜調節することで、伸縮性や粘着性を調整することもできる。従って、このような本発明の生体電極であれば、医療用ウェアラブルデバイスに用いられる生体電極として、特に好適である。 As described above, the bioelectrode of the present invention has a biocontact layer formed of the cured product of the bioelectrode composition of the present invention, so that it can efficiently transmit electrical signals from the skin to the device (i.e., has excellent electrical conductivity), is not likely to cause allergies even when worn on the skin for a long period of time (i.e., has excellent biocompatibility), is lightweight, can be manufactured at low cost, and is a bioelectrode that does not significantly decrease in electrical conductivity even when wet or dried. In addition, the electrical conductivity can be further improved by adding conductive powder, and a bioelectrode with particularly high adhesive strength and high elasticity can be manufactured by combining it with a resin having adhesiveness and elasticity. Furthermore, the elasticity and adhesiveness to the skin can be improved by additives, and the elasticity and adhesiveness can be adjusted by appropriately adjusting the composition of the resin and the thickness of the biocontact layer. Therefore, such a bioelectrode of the present invention is particularly suitable as a bioelectrode to be used in a medical wearable device.

<生体電極の製造方法>
また、本発明では、導電性基材と該導電性基材上に形成された生体接触層とを有する生体電極の製造方法であって、前記導電性基材上に、上述の本発明の生体電極組成物を塗布し、硬化させることで前記生体接触層を形成する生体電極の製造方法を提供する。
<Method of Manufacturing Bioelectrode>
The present invention also provides a method for manufacturing a bioelectrode having a conductive substrate and a biocontact layer formed on the conductive substrate, in which the bioelectrode composition of the present invention described above is applied to the conductive substrate and cured to form the biocontact layer.

なお、本発明の生体電極の製造方法に使用される導電性基材等は、上述のものと同様でよい。 The conductive substrate and other materials used in the method for manufacturing the bioelectrode of the present invention may be the same as those described above.

導電性基材上に生体電極組成物を塗布する方法は、特に限定されないが、例えばディップコート、スプレーコート、スピンコート、ロールコート、フローコート、ドクターコート、スクリーン印刷、フレキソ印刷、グラビア印刷、インクジェット印刷等の方法が好適である。 The method for applying the bioelectrode composition onto the conductive substrate is not particularly limited, but suitable methods include, for example, dip coating, spray coating, spin coating, roll coating, flow coating, doctor coating, screen printing, flexographic printing, gravure printing, and inkjet printing.

樹脂の硬化方法は、特に限定されず、生体電極組成物に使用する(A)、(B)成分によって適宜選択すればよいが、例えば、熱及び光のいずれかで又はこれらの両方で白金族系触媒を活性化させ、ヒドロシリル基とアルケニル基に結合するシリコーンとの付加反応によって硬化させることが好ましい。 There are no particular limitations on the method for curing the resin, and it may be selected appropriately depending on the components (A) and (B) used in the bioelectrode composition. For example, it is preferable to activate a platinum group catalyst with either heat or light, or both, and cure the resin by an addition reaction with silicone that bonds to hydrosilyl groups and alkenyl groups.

なお、加熱する場合の温度は、特に限定されず、生体電極組成物に使用する(A)、(B)成分によって適宜選択すればよいが、例えば50~250℃程度が好ましい。 The heating temperature is not particularly limited and may be selected appropriately depending on the components (A) and (B) used in the bioelectrode composition, but is preferably about 50 to 250°C.

また、加熱と光照射を組み合わせる場合は、加熱と光照射を同時に行ってもよいし、光照射後に加熱を行ってもよいし、加熱後に光照射を行ってもよい。また、塗膜後の加熱の前に溶剤を蒸発させる目的で風乾を行ってもよい。 When heating and light irradiation are combined, heating and light irradiation may be performed simultaneously, or heating may be performed after light irradiation, or light irradiation may be performed after heating. In addition, air drying may be performed after the coating film is heated in order to evaporate the solvent.

(A)成分と(B)成分の水分含有率が高いあるいは(A)成分にヒドロキシ基、カルボキシル基、窒素原子、チオール基を含む溶剤が混合している場合は、(A)成分と(B)成分を混合した直後からヒドロシリル基の失活反応が進行する。この場合、(A)成分と(B)成分、(C)成分を混合して放置後生体電極を印刷、硬化、肌に貼り付けて生体信号を取得後にこれを剥がした後に肌上に残渣が生じる。これは、ヒドロシリル基の失活によって生体電極膜内の架橋密度が低くなるための凝集破壊が起こったためである。成分を混合後素早く印刷しても、ベークなどの硬化までの時間が長い場合も同様の現象が起こる。 When the moisture content of components (A) and (B) is high or when component (A) is mixed with a solvent containing a hydroxyl group, carboxyl group, nitrogen atom, or thiol group, the deactivation reaction of the hydrosilyl group proceeds immediately after mixing components (A) and (B). In this case, components (A), (B), and (C) are mixed and left to stand, and then a bioelectrode is printed, cured, and attached to the skin to acquire a biosignal. After peeling it off, residue remains on the skin. This is because the deactivation of the hydrosilyl group causes a decrease in the crosslink density in the bioelectrode film, resulting in cohesive failure. The same phenomenon occurs even if the components are printed quickly after mixing, but if the time until curing, such as baking, is long.

硬化後の膜表面に水滴を付けたり、水蒸気やミストを吹きかけると肌とのなじみが向上し、素早く生体信号を得ることが出来る。水蒸気やミストの水滴のサイズを細かくするためにアルコールと混合した水を用いることも出来る。水を含んだ脱脂綿や布と接触させて膜表面を濡らすことも出来る。 By applying water droplets or spraying water vapor or mist onto the hardened film surface, it becomes more compatible with the skin, allowing biosignals to be obtained more quickly. Water mixed with alcohol can also be used to reduce the size of the vapor or mist droplets. The film surface can also be wetted by contacting it with absorbent cotton or cloth soaked in water.

硬化後の膜表面を濡らす水は塩を含んでいても良い。水と混合させる水溶性塩は、ナトリウム塩、カリウム塩、カルシウム塩、マグネシウム塩、ベタインから選ばれる。 The water that wets the surface of the cured film may contain salt. The water-soluble salt to be mixed with the water is selected from sodium salts, potassium salts, calcium salts, magnesium salts, and betaine.

前記水溶性塩は、具体的には、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、サッカリンナトリウム塩、アセスルファムカリウム、カルボン酸ナトリウム、カルボン酸カリウム、カルボン酸カルシウム、スルホン酸ナトリウム、スルホン酸カリウム、スルホン酸カルシウム、リン酸ナトリウム、リン酸カリウム、リン酸カルシウム、リン酸マグネシウム、ベタインから選ばれる塩であることができる。なお、上述の高分子化合物(A)は、前記水溶性塩に含まれない。 Specific examples of the water-soluble salt include salts selected from sodium chloride, potassium chloride, calcium chloride, magnesium chloride, sodium saccharin, acesulfame potassium, sodium carboxylate, potassium carboxylate, calcium carboxylate, sodium sulfonate, potassium sulfonate, calcium sulfonate, sodium phosphate, potassium phosphate, calcium phosphate, magnesium phosphate, and betaine. The above-mentioned polymer compound (A) is not included in the water-soluble salts.

より具体的には、上記の他に酢酸ナトリウム、プロピオン酸ナトリウム、ピバル酸ナトリウム、グリコール酸ナトリウム、酪酸ナトリウム、吉草酸ナトリウム、カプロン酸ナトリウム、エナント酸ナトリウム、カプリル酸ナトリウム、ペラルゴン酸ナトリウム、カプリン酸ナトリウム、ウンデシル酸ナトリウム、ラウリン酸ナトリウム、トリデシル酸ナトリウム、ミリスチン酸ナトリウム、ペンタデシル酸ナトリウム、パルミチン酸ナトリウム、マルガリン酸ナトリウム、ステアリン酸ナトリウム、安息香酸ナトリウム、アジピン酸二ナトリウム、マレイン酸二ナトリウム、フタル酸二ナトリウム、2-ヒドロキシ酪酸ナトリウム、3-ヒドロキシ酪酸ナトリウム、2-オキソ酪酸ナトリウム、グルコン酸ナトリウム、メタンスルホン酸ナトリウム、1-ノナンスルホン酸ナトリウム、1-デカンスルホン酸ナトリウム、1-ドデカンスルホン酸ナトリウム、1-ウンデカンスルホン酸ナトリウム、ココイルセチオン酸ナトリウム、ラウロイルメチルアラニンナトリウム、ココイルメチルタウリンナトリウム、ココイルグルタミン酸ナトリウム、ココイルサルコシンナトリウム、ラウロイルメチルタウリンナトリウム、ラウミドプロピル、イソ酪酸カリウム、プロピオン酸カリウム、ピバル酸カリウム、グリコール酸カリウム、グルコン酸カリウム、メタンスルホン酸カリウム、ステアリン酸カルシウム、グリコール酸カルシウム、グルコン酸カルシウム、3-メチル-2-オキソ酪酸カルシウム、メタンスルホン酸カルシウムが挙げられる。ベタインは分子内塩の総称で、具体的にはアミノ酸のアミノ基に3個のメチル基が付加した化合物であるが、より具体的にはトリメチルグリシン、カルニチン、プロリンベタインを挙げることが出来る。 More specifically, in addition to the above, sodium acetate, sodium propionate, sodium pivalate, sodium glycolate, sodium butyrate, sodium valerate, sodium caproate, sodium enanthate, sodium caprylate, sodium pelargonate, sodium caprate, sodium undecylate, sodium laurate, sodium tridecylate, sodium myristate, sodium pentadecylate, sodium palmitate, sodium margarate, sodium stearate, sodium benzoate, disodium adipate, disodium maleate, disodium phthalate, sodium 2-hydroxybutyrate, sodium 3-hydroxybutyrate, sodium 2-oxobutyrate, sodium gluconate, Examples of betaines include sodium tansulfonate, sodium 1-nonanesulfonate, sodium 1-decanesulfonate, sodium 1-dodecanesulfonate, sodium 1-undecanesulfonate, sodium cocoyl ethionate, sodium lauroyl methyl alanine, sodium cocoyl methyl taurate, sodium cocoyl glutamate, sodium cocoyl sarcosine, sodium lauroyl methyl taurate, laumidopropyl, potassium isobutyrate, potassium propionate, potassium pivalate, potassium glycolate, potassium gluconate, potassium methanesulfonate, calcium stearate, calcium glycolate, calcium gluconate, calcium 3-methyl-2-oxobutyrate, and calcium methanesulfonate. Betaine is a general term for intramolecular salts, specifically a compound in which three methyl groups are added to the amino group of an amino acid, and more specifically, trimethylglycine, carnitine, and proline betaine can be mentioned.

前記水溶性塩は、さらに炭素数1~4の1価アルコール又は多価アルコールを含有することができ、前記アルコールがエタノール、イソプロピルアルコール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、グリセリン、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリグリセリン、ジグリセリン、又はポリグリセリン構造を有するシリコーン化合物から選ばれるものであることが好ましく、前記ポリグリセリン構造を有するシリコーン化合物が上記一般式(4)及び(5)で示されるものであることがより好ましい。 The water-soluble salt may further contain a monohydric alcohol or polyhydric alcohol having 1 to 4 carbon atoms, and the alcohol is preferably selected from ethanol, isopropyl alcohol, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, glycerin, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polyglycerin, diglycerin, or a silicone compound having a polyglycerin structure, and more preferably the silicone compound having a polyglycerin structure is one represented by the above general formulas (4) and (5).

水溶性塩含有水溶液による前処理方法は、硬化後の生体電極膜上に噴霧法、水滴ディスペンス法等で生体電極膜を塗らすことが出来る。サウナのように高温高湿状態で塗らすことも出来る。塗らした後は乾燥を防止するために、浸透層の上に、さらに保護フィルムを積層することで覆うことも出来る。保護フィルムは肌に貼り付ける直前に剥がす必要があるので、剥離剤がコートされているか、剥離性のテフロン(登録商標)フィルムが用いられることができる。剥離フィルムで覆われたドライ電極は、長期間の保存のためにはアルミニウムなどでカバーされた袋で封止されることが好ましい。アルミニウムでカバーされた袋の中での乾燥を防止するためには、この中に水分を封入しておくことが好ましい。 In the pretreatment method using a water-soluble salt-containing aqueous solution, the bioelectrode membrane can be applied to the hardened bioelectrode membrane by spraying, dispensing water droplets, etc. It can also be applied in a high temperature and high humidity state such as a sauna. After application, in order to prevent drying, a protective film can be further laminated on the permeation layer to cover it. Since the protective film needs to be peeled off just before applying it to the skin, it can be coated with a release agent or a peelable Teflon (registered trademark) film can be used. For long-term storage, the dry electrode covered with the release film is preferably sealed in a bag covered with aluminum or the like. To prevent drying in the aluminum-covered bag, it is preferable to seal moisture in the bag.

本発明の生体電極を肌に貼り付ける前に、肌側を水やアルコール等で湿らせたり、水やアルコール等を含有する布や脱脂綿で肌を拭くことも出来る。水やアルコール中に前述の塩を含有させることも出来る。 Before attaching the bioelectrode of the present invention to the skin, the skin side can be moistened with water, alcohol, etc., or the skin can be wiped with a cloth or absorbent cotton containing water, alcohol, etc. The above-mentioned salt can also be contained in the water or alcohol.

以上のように、本発明の生体電極の製造方法であれば、導電性及び生体適合性に優れ、軽量であり、水に濡れても乾燥しても導電性が大幅に低下することがない本発明の生体電極を、低コストで容易に製造することができる。 As described above, the manufacturing method of the bioelectrode of the present invention makes it possible to easily manufacture, at low cost, the bioelectrode of the present invention, which has excellent electrical conductivity and biocompatibility, is lightweight, and whose electrical conductivity does not decrease significantly whether it is wet or dried.

以下、実施例及び比較例を用いて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、「Me」はメチル基、「Vi」はビニル基を示す。 The present invention will be specifically explained below using examples and comparative examples, but the present invention is not limited to these. Note that "Me" represents a methyl group and "Vi" represents a vinyl group.

合成実施例1
生体電極組成物にイオン性材料(導電性材料)として配合したイオン性ポリマー1溶液は、以下のようにして合成した。各モノマーの20質量%PGMEA溶液を反応容器に入れて混合し、反応容器を窒素雰囲気下-70℃まで冷却し、減圧脱気、窒素ブローを3回繰り返した。室温まで昇温後、重合開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)をモノマー全体1モルに対して0.01モル加え、60℃まで昇温後、15時間反応させた。エバポレーターによりPGMEAを蒸発させポリマーを30質量%まで濃縮すると同時に水分を蒸発させた。得られたポリマーの組成は、ポリマー溶液の一部を乾燥後、H-NMRにより確認した。また、得られたポリマーの分子量(Mw)及び分散度(Mw/Mn)は、溶剤としてテトラヒドロフラン(THF)を用いたゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により確認した。
Synthesis Example 1
The ionic polymer 1 solution, which was mixed as an ionic material (conductive material) in the bioelectrode composition, was synthesized as follows. A 20% by mass PGMEA solution of each monomer was put into a reaction vessel and mixed, and the reaction vessel was cooled to -70°C under a nitrogen atmosphere, and degassed under reduced pressure and nitrogen blowing were repeated three times. After heating to room temperature, 0.01 mole of azobisisobutyronitrile (AIBN) was added as a polymerization initiator per mole of the total monomers, and the mixture was heated to 60°C and reacted for 15 hours. PGMEA was evaporated using an evaporator to concentrate the polymer to 30% by mass, and water was evaporated at the same time. The composition of the obtained polymer was confirmed by 1 H-NMR after drying a part of the polymer solution. The molecular weight (Mw) and dispersity (Mw/Mn) of the obtained polymer were confirmed by gel permeation chromatography (GPC) using tetrahydrofuran (THF) as a solvent.

30質量%イオン性ポリマー1のPGMEA溶液
Mw=38,100
Mw/Mn=1.91

Figure 0007507136000016
(式中の繰り返し数は平均値を示す。) 30% by weight solution of ionic polymer 1 in PGMEA Mw=38,100
Mw/Mn=1.91
Figure 0007507136000016
(The number of repetitions in the formula indicates the average value.)

合成実施例2
合成実施例1と同じ方法で、重合溶剤に2-ヘプタノンを用いてイオン性ポリマー2溶液を用意した。
Synthesis Example 2
In the same manner as in Synthesis Example 1, a solution of ionic polymer 2 was prepared using 2-heptanone as the polymerization solvent.

30質量%イオン性ポリマー2の2-ヘプタノン溶液
Mw=32,100
Mw/Mn=1.99

Figure 0007507136000017
(式中の繰り返し数は平均値を示す。) 30% by weight solution of ionic polymer 2 in 2-heptanone Mw=32,100
Mw/Mn=1.99
Figure 0007507136000017
(The number of repetitions in the formula indicates the average value.)

合成実施例3
合成実施例1と同じ方法で、重合溶剤に2-エトキシカルボニルシクロペンタノンを用いてイオン性ポリマー3溶液を用意した。
Synthesis Example 3
In the same manner as in Synthesis Example 1, a solution of ionic polymer 3 was prepared using 2-ethoxycarbonylcyclopentanone as the polymerization solvent.

30質量%イオン性ポリマー3の2-エトキシカルボニルシクロペンタノン溶液
Mw=33,300
Mw/Mn=1.83

Figure 0007507136000018
(式中の繰り返し数は平均値を示す。) 30% by weight solution of ionic polymer 3 in 2-ethoxycarbonylcyclopentanone Mw=33,300
Mw/Mn=1.83
Figure 0007507136000018
(The number of repetitions in the formula indicates the average value.)

合成実施例4
合成実施例1と同じ方法で、重合溶剤にシクロヘキサノンを用いてイオン性ポリマー4溶液を用意した。
Synthesis Example 4
In the same manner as in Synthesis Example 1, a solution of ionic polymer 4 was prepared using cyclohexanone as the polymerization solvent.

30質量%イオン性ポリマー4のシクロヘキサノン溶液
Mw=80,100
Mw/Mn=2.15

Figure 0007507136000019
30% by weight solution of ionic polymer 4 in cyclohexanone Mw=80,100
Mw/Mn=2.15
Figure 0007507136000019

合成実施例5
合成実施例1と同じ方法で、重合溶剤にシクロペンタノンを用いてイオン性ポリマー5溶液を用意した。
Synthesis Example 5
In the same manner as in Synthesis Example 1, a solution of ionic polymer 5 was prepared using cyclopentanone as the polymerization solvent.

30質量%イオン性ポリマー5のシクロペンタノン溶液
Mw=44,400
Mw/Mn=1.94

Figure 0007507136000020
(式中の繰り返し数は平均値を示す。) 30% by weight solution of ionic polymer 5 in cyclopentanone Mw=44,400
Mw/Mn=1.94
Figure 0007507136000020
(The number of repetitions in the formula indicates the average value.)

合成実施例6
合成実施例1と同じ方法で、重合溶剤に2-プロピルシクロヘキサノンを用いてイオン性ポリマー6溶液を用意した。
Synthesis Example 6
In the same manner as in Synthesis Example 1, a solution of ionic polymer 6 was prepared using 2-propylcyclohexanone as the polymerization solvent.

30質量%イオン性ポリマー6の2-プロピルシクロヘキサノン溶液
Mw=41,100
Mw/Mn=1.86

Figure 0007507136000021
(式中の繰り返し数は平均値を示す。) 30% by weight solution of ionic polymer 6 in 2-propylcyclohexanone Mw=41,100
Mw/Mn=1.86
Figure 0007507136000021
(The number of repetitions in the formula indicates the average value.)

合成実施例7
合成実施例1と同じ方法で、重合溶剤に2-アセチルシクロヘキサノンを用いてイオン性ポリマー7溶液を用意した。
Synthesis Example 7
In the same manner as in Synthesis Example 1, a solution of ionic polymer 7 was prepared using 2-acetylcyclohexanone as the polymerization solvent.

30質量%イオン性ポリマー7の2-アセチルシクロヘキサノン溶液
Mw=43,600
Mw/Mn=1.93

Figure 0007507136000022
30% by weight solution of ionic polymer 7 in 2-acetylcyclohexanone Mw=43,600
Mw/Mn=1.93
Figure 0007507136000022

合成実施例8
合成実施例1と同じ方法で、重合溶剤に2-ペンチル-2-シクロペンテン-1-オンを用いてイオン性ポリマー8溶液を用意した。
Synthesis Example 8
In the same manner as in Synthesis Example 1, a solution of ionic polymer 8 was prepared using 2-pentyl-2-cyclopenten-1-one as the polymerization solvent.

30質量%イオン性ポリマー8の2-ペンチル-2-シクロペンテン-1-オン溶液
Mw=35,700
Mw/Mn=2.06

Figure 0007507136000023
(式中の繰り返し数は平均値を示す。) 30% by weight solution of ionic polymer 8 in 2-pentyl-2-cyclopenten-1-one Mw=35,700
Mw/Mn=2.06
Figure 0007507136000023
(The number of repetitions in the formula indicates the average value.)

合成実施例9
合成実施例1と同じ方法で、重合溶剤に2-ヘプチルシクロペンタノンを用いてイオン性ポリマー9溶液を用意した。
Synthesis Example 9
In the same manner as in Synthesis Example 1, a solution of ionic polymer 9 was prepared using 2-heptylcyclopentanone as the polymerization solvent.

30質量%イオン性ポリマー9の2-ヘプチルシクロペンタノン溶液
Mw=55,100
Mw/Mn=2.02

Figure 0007507136000024
(式中の繰り返し数は平均値を示す。) 30% by weight solution of ionic polymer 9 in 2-heptylcyclopentanone Mw=55,100
Mw/Mn=2.02
Figure 0007507136000024
(The number of repetitions in the formula indicates the average value.)

合成実施例10
合成実施例1と同じ方法で、重合溶剤に3,3,5-トリメチルシクロヘキサノンを用いてイオン性ポリマー10溶液を用意した。
Synthesis Example 10
In the same manner as in Synthesis Example 1, a solution of ionic polymer 10 was prepared using 3,3,5-trimethylcyclohexanone as the polymerization solvent.

30質量%イオン性ポリマー10の3,3,5-トリメチルシクロヘキサノン溶液
Mw=87,500
Mw/Mn=2.01

Figure 0007507136000025
(式中の繰り返し数は平均値を示す。) 30% by weight solution of ionic polymer 10 in 3,3,5-trimethylcyclohexanone Mw=87,500
Mw/Mn=2.01
Figure 0007507136000025
(The number of repetitions in the formula indicates the average value.)

合成実施例11
合成実施例1と同じ方法で、重合溶剤に2-メトキシカルボニルシクロペンタノンを用いてイオン性ポリマー11溶液を用意した。
Synthesis Example 11
In the same manner as in Synthesis Example 1, a solution of ionic polymer 11 was prepared using 2-methoxycarbonylcyclopentanone as the polymerization solvent.

30質量%イオン性ポリマー11の2-メトキシカルボニルシクロペンタノン溶液
Mw=41,600
Mw/Mn=1.91

Figure 0007507136000026
(式中の繰り返し数は平均値を示す。) 30% by weight solution of ionic polymer 11 in 2-methoxycarbonylcyclopentanone Mw=41,600
Mw/Mn=1.91
Figure 0007507136000026
(The number of repetitions in the formula indicates the average value.)

合成実施例12
合成実施例1と同じ方法で、重合溶剤にγ-バレロラクトンを用いてイオン性ポリマー12溶液を用意した。
Synthesis Example 12
In the same manner as in Synthesis Example 1, a solution of ionic polymer 12 was prepared using γ-valerolactone as the polymerization solvent.

30質量%イオン性ポリマー12のγ-バレロラクトン溶液
Mw36,100
Mw/Mn=1.55

Figure 0007507136000027
(式中の繰り返し数は平均値を示す。) 30% by mass solution of ionic polymer 12 in γ-valerolactone Mw 36,100
Mw/Mn=1.55
Figure 0007507136000027
(The number of repetitions in the formula indicates the average value.)

合成実施例13
合成実施例1と同じ方法で、重合溶剤にε-カプロラクトンを用いてイオン性ポリマー13溶液を用意した。
Synthesis Example 13
In the same manner as in Synthesis Example 1, a solution of ionic polymer 13 was prepared using ε-caprolactone as the polymerization solvent.

30質量%イオン性ポリマー13のε-カプロラクトン溶液
Mw=38,300
Mw/Mn=2.01

Figure 0007507136000028
(式中の繰り返し数は平均値を示す。) 30% by weight solution of ionic polymer 13 in ε-caprolactone Mw=38,300
Mw/Mn=2.01
Figure 0007507136000028
(The number of repetitions in the formula indicates the average value.)

合成実施例14
合成実施例1と同じ方法で、重合溶剤にシクロヘプタノンを用いてイオン性ポリマー14溶液を用意した。
Synthesis Example 14
In the same manner as in Synthesis Example 1, a solution of ionic polymer 14 was prepared using cycloheptanone as the polymerization solvent.

30質量%イオン性ポリマー14のシクロヘプタノン溶液
Mw=33,500
Mw/Mn=1.97

Figure 0007507136000029
(式中の繰り返し数は平均値を示す。) 30% by weight solution of ionic polymer 14 in cycloheptanone Mw=33,500
Mw/Mn=1.97
Figure 0007507136000029
(The number of repetitions in the formula indicates the average value.)

合成実施例15
合成実施例1と同じ方法で、重合溶剤に3-メチルシクロヘキサノンを用いてイオン性ポリマー15溶液を用意した。
Synthesis Example 15
In the same manner as in Synthesis Example 1, a solution of ionic polymer 15 was prepared using 3-methylcyclohexanone as the polymerization solvent.

30質量%イオン性ポリマー15の3-メチルシクロヘキサノン溶液
Mw=34,900
Mw/Mn=1.91

Figure 0007507136000030
(式中の繰り返し数は平均値を示す。) 30% by weight solution of ionic polymer 15 in 3-methylcyclohexanone Mw=34,900
Mw/Mn=1.91
Figure 0007507136000030
(The number of repetitions in the formula indicates the average value.)

合成実施例16
合成実施例1と同じ方法で、重合溶剤にジエチレングリコールジエチルエーテルを用いてイオン性ポリマー16溶液を用意した。
30質量%イオン性ポリマー16のジエチレングリコールジエチルエーテル溶液
Mw=43,100
Mw/Mn=1.74

Figure 0007507136000031
(式中の繰り返し数は平均値を示す。) Synthesis Example 16
In the same manner as in Synthesis Example 1, a solution of ionic polymer 16 was prepared using diethylene glycol diethyl ether as a polymerization solvent.
30% by weight solution of ionic polymer 16 in diethylene glycol diethyl ether Mw=43,100
Mw/Mn=1.74
Figure 0007507136000031
(The number of repetitions in the formula indicates the average value.)

合成実施例17
合成実施例1と同じ方法で、重合溶剤にジエチレングリコールメチルブチルエーテルを用いてイオン性ポリマー17溶液を用意した。
30質量%イオン性ポリマー17のジエチレングリコールメチルブチルエーテル溶液
Mw=42,000
Mw/Mn=1.77

Figure 0007507136000032
(式中の繰り返し数は平均値を示す。) Synthesis Example 17
In the same manner as in Synthesis Example 1, a solution of ionic polymer 17 was prepared using diethylene glycol methyl butyl ether as a polymerization solvent.
30% by weight solution of ionic polymer 17 in diethylene glycol methyl butyl ether Mw=42,000
Mw/Mn=1.77
Figure 0007507136000032
(The number of repetitions in the formula indicates the average value.)

合成実施例18
合成実施例1と同じ方法で、重合溶剤にジエチレングリコールジブチルエーテルを用いてイオン性ポリマー18溶液を用意した。
30質量%イオン性ポリマー18のジエチレングリコールジブチルエーテル溶液
Mw=41,000
Mw/Mn=1.69

Figure 0007507136000033
(式中の繰り返し数は平均値を示す。) Synthesis Example 18
In the same manner as in Synthesis Example 1, a solution of ionic polymer 18 was prepared using diethylene glycol dibutyl ether as a polymerization solvent.
30% by weight solution of ionic polymer 18 in diethylene glycol dibutyl ether Mw=41,000
Mw/Mn=1.69
Figure 0007507136000033
(The number of repetitions in the formula indicates the average value.)

合成実施例19
合成実施例1と同じ方法で、重合溶剤にジエチレングリコールブチルエーテルアセテートを用いてイオン性ポリマー19溶液を用意した。
30質量%イオン性ポリマー19のジエチレングリコールブチルエーテルアセテート溶液
Mw=37,000
Mw/Mn=1.61

Figure 0007507136000034
(式中の繰り返し数は平均値を示す。) Synthesis Example 19
In the same manner as in Synthesis Example 1, a solution of ionic polymer 19 was prepared using diethylene glycol butyl ether acetate as a polymerization solvent.
30% by weight solution of ionic polymer 19 in diethylene glycol butyl ether acetate Mw=37,000
Mw/Mn=1.61
Figure 0007507136000034
(The number of repetitions in the formula indicates the average value.)

合成実施例20
合成実施例19と同じ方法で、イオンモノマーを変更し、重合溶剤にジエチレングリコールブチルエーテルアセテートを用いてイオン性ポリマー20溶液を用意した。
30質量%イオン性ポリマー20のジエチレングリコールブチルエーテルアセテート溶液
Mw=39,000
Mw/Mn=1.64

Figure 0007507136000035
(式中の繰り返し数は平均値を示す。) Synthesis Example 20
An ionic polymer 20 solution was prepared in the same manner as in Synthesis Example 19, except that the ionic monomer was changed and diethylene glycol butyl ether acetate was used as the polymerization solvent.
30% by weight solution of ionic polymer 20 in diethylene glycol butyl ether acetate Mw=39,000
Mw/Mn=1.64
Figure 0007507136000035
(The number of repetitions in the formula indicates the average value.)

合成実施例21
合成実施例19と同じ方法で、イオンモノマーを変更し、重合溶剤にジエチレングリコールブチルエーテルアセテートを用いてイオン性ポリマー21溶液を用意した。
30質量%イオン性ポリマー21のジエチレングリコールブチルエーテルアセテート溶液
Mw=44,000
Mw/Mn=1.68

Figure 0007507136000036
(式中の繰り返し数は平均値を示す。) Synthesis Example 21
An ionic polymer 21 solution was prepared in the same manner as in Synthesis Example 19, except that the ionic monomer was changed and diethylene glycol butyl ether acetate was used as the polymerization solvent.
30% by weight solution of ionic polymer 21 in diethylene glycol butyl ether acetate Mw=44,000
Mw/Mn=1.68
Figure 0007507136000036
(The number of repetitions in the formula indicates the average value.)

合成実施例22
合成実施例19と同じ方法で、イオンモノマーを変更し、重合溶剤にジエチレングリコールブチルエーテルアセテートを用いてイオン性ポリマー22溶液を用意した。
30質量%イオン性ポリマー22のジエチレングリコールブチルエーテルアセテート溶液
Mw=48,000
Mw/Mn=1.81

Figure 0007507136000037
(式中の繰り返し数は平均値を示す。) Synthesis Example 22
An ionic polymer 22 solution was prepared in the same manner as in Synthesis Example 19, except that the ionic monomer was changed and diethylene glycol butyl ether acetate was used as the polymerization solvent.
30% by weight solution of ionic polymer 22 in diethylene glycol butyl ether acetate Mw=48,000
Mw/Mn=1.81
Figure 0007507136000037
(The number of repetitions in the formula indicates the average value.)

比較合成例1
合成実施例1と同じ方法で、30質量%の濃度で重合溶剤にシクロペンタノンを用いて重合し、脱水処理を行わずに比較イオン性ポリマー1溶液を用意した。
Comparative Synthesis Example 1
A comparative ionic polymer 1 solution was prepared by polymerization in the same manner as in Synthesis Example 1, using cyclopentanone as a polymerization solvent at a concentration of 30% by mass, without carrying out a dehydration treatment.

30質量%比較イオン性ポリマー1のシクロペンタノン溶液
Mw=44,400
Mw/Mn=1.98

Figure 0007507136000038
(式中の繰り返し数は平均値を示す。) 30% by weight solution of comparative ionic polymer 1 in cyclopentanone Mw=44,400
Mw/Mn=1.98
Figure 0007507136000038
(The number of repetitions in the formula indicates the average value.)

比較合成例2
合成実施例1と同じ方法で、30質量%の濃度で重合溶剤にPGEEを用いて重合し、脱水処理を行わずに比較イオン性ポリマー2溶液を用意した。
Comparative Synthesis Example 2
A comparative ionic polymer 2 solution was prepared in the same manner as in Synthesis Example 1, except that polymerization was carried out using PGEE in a polymerization solvent at a concentration of 30% by mass, without carrying out a dehydration treatment.

30質量%比較イオン性ポリマー2のPGEE溶液
Mw=46,600
Mw/Mn=1.95

Figure 0007507136000039
(式中の繰り返し数は平均値を示す。) 30% by weight PGEE solution of comparative ionic polymer 2 Mw=46,600
Mw/Mn=1.95
Figure 0007507136000039
(The number of repetitions in the formula indicates the average value.)

比較合成例3
合成実施例1と同じ方法で、重合溶剤にジアセトンアルコールを用いて重合し、比較イオン性ポリマー3溶液を用意した。
Comparative Synthesis Example 3
Polymerization was carried out in the same manner as in Synthesis Example 1, using diacetone alcohol as the polymerization solvent, to prepare a comparative ionic polymer 3 solution.

30質量%比較イオン性ポリマー3のジアセトンアルコール溶液
Mw=36,600
Mw/Mn=1.92

Figure 0007507136000040
(式中の繰り返し数は平均値を示す。) 30% by weight solution of comparative ionic polymer 3 in diacetone alcohol Mw=36,600
Mw/Mn=1.92
Figure 0007507136000040
(The number of repetitions in the formula indicates the average value.)

ポリグリセリンシリコーン化合物1~5(添加剤)を下記に示す。これらの化合物の合成方法は特開2019-99469号に記載のとおりであり、SiH基を有するシリコーン化合物と、二重結合を有するポリグリセリン化合物を白金触媒存在下におけるヒドロシリル化反応によって合成した。 Polyglycerin silicone compounds 1 to 5 (additives) are shown below. The synthesis method for these compounds is as described in JP 2019-99469 A, and they were synthesized by hydrosilylation reaction of a silicone compound having a SiH group and a polyglycerin compound having a double bond in the presence of a platinum catalyst.

Figure 0007507136000041
Figure 0007507136000041

生体電極組成物にシリコーン系の樹脂として配合したシロキサン化合物1~4を以下に示す。 Siloxane compounds 1 to 4 that were blended into the bioelectrode composition as silicone-based resins are shown below.

(シロキサン化合物1)
30%トルエン溶液での粘度が27,000mPa・sであり、アルケニル基含有量が0.007モル/100gであり、分子鎖末端がSiMeVi基で封鎖されたビニル基含有ポリジメチルシロキサンをシロキサン化合物1とした。
(Siloxane Compound 1)
Siloxane compound 1 was a vinyl-containing polydimethylsiloxane having a viscosity of 27,000 mPa·s in a 30% toluene solution, an alkenyl group content of 0.007 mol/100 g, and molecular chain terminals blocked with SiMe 2 Vi groups.

(シロキサン化合物2)
MeSiO0.5単位及びSiO単位からなるMQレジンのポリシロキサン(MeSiO0.5単位/SiO単位=0.8)の60%アイソパーG溶液をシロキサン化合物2とした。
(Siloxane Compound 2)
A 60% Isopar G solution of MQ resin polysiloxane consisting of Me 3 SiO 0.5 units and SiO 2 units (Me 3 SiO 0.5 units/SiO 2 units=0.8) was used as siloxane compound 2.

(シロキサン化合物3)
30%トルエン溶液での粘度が42,000mPa・sであり、アルケニル基含有量が0.007モル/100gであり、分子鎖末端がOHで封鎖されたビニル基含有ポリジメチルシロキサン40質量部、MeSiO0.5単位及びSiO単位からなるMQレジンのポリシロキサン(MeSiO0.5単位/SiO単位=0.8)の60%アイソパーG溶液100質量部、及びアイソパーG26.7質量部からなる溶液を還流させながら4時間加熱後、冷却して、MQレジンにポリジメチルシロキサンを結合させたものをシロキサン化合物3とした。
(Siloxane Compound 3)
A solution consisting of 40 parts by mass of vinyl-containing polydimethylsiloxane having a viscosity of 42,000 mPa·s in a 30% toluene solution, an alkenyl group content of 0.007 mol/100 g, and whose molecular chain ends are blocked with OH, 100 parts by mass of a 60 % Isopar G solution of MQ resin polysiloxane consisting of Me3SiO0.5 units and SiO2 units ( Me3SiO0.5 units / SiO2 units=0.8), and 26.7 parts by mass of Isopar G was heated under reflux for 4 hours and then cooled to obtain siloxane compound 3 in which the polydimethylsiloxane was bonded to the MQ resin.

(シロキサン化合物4)
ヒドロシリル基を有するシリコーンとして、信越化学工業製 KF-99を用いた。
(Siloxane Compound 4)
As the silicone having a hydrosilyl group, KF-99 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. was used.

また、シリコーン系の樹脂として、ポリエーテル型シリコーンオイルである側鎖ポリエーテル変性の信越化学工業製 KF-353を用いた。 The silicone resin used was KF-353, a polyether-type silicone oil with side chain polyether modification manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.

生体電極組成物に配合した有機溶剤を以下に示す。
PGMEA:プロピレングリコール-1-モノメチルエーテル-2-アセテート
PGEE:1-エトキシ-2-プロパノール
DAA:ジアセトンアルコール
アイソパーG:イソパラフィン系溶剤 スタンダード石油製
アイソパーM:イソパラフィン系溶剤 スタンダード石油製
The organic solvents contained in the bioelectrode composition are shown below.
PGMEA: Propylene glycol-1-monomethyl ether-2-acetate PGEE: 1-ethoxy-2-propanol DAA: Diacetone alcohol Isopar G: Isoparaffin-based solvent manufactured by Standard Oil Isopar M: Isoparaffin-based solvent manufactured by Standard Oil

生体電極組成物に添加剤として配合した白金触媒、導電性向上剤(金属粉、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、チタン酸リチウム、黒鉛、イオン処理黒鉛、イオン処理カーボンブラック、金属塩化物)、添加剤(付加反応制御剤)を以下に示す。
白金触媒:信越化学工業製 CAT-PL-56(白金含有率2質量%)
金属粉 銀粉:Sigma-Aldrich社製 銀フレーク 直径10μm
金粉:Sigma-Aldrich社製 金粉 直径10μm以下
カーボンブラック:デンカ社製 デンカブラックLi-400
多層カーボンナノチューブ:Sigma-Aldrich社製 直径110~170nm、長さ5~9μm
チタン酸リチウム粉、スピネル:Sigma-Aldrich社製 サイズ200nm以下
黒鉛:Sigma-Aldrich社製 直径20μm以下
イオン処理黒鉛1:下記調製例1により作製した。
イオン処理カーボンブラック1,2:下記調製例2,3により作製した。
金属塩化物粉 塩化ナトリウム粉:パウダー状
塩化カリウム粉:パウダー状
付加反応制御剤:1-エチニルシクロヘキサノール
The platinum catalyst, conductivity enhancer (metal powder, carbon black, carbon nanotube, lithium titanate, graphite, ion-treated graphite, ion-treated carbon black, metal chloride), and additive (addition reaction control agent) blended as additives in the bioelectrode composition are shown below.
Platinum catalyst: CAT-PL-56 (platinum content 2% by mass) manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.
Metal powder Silver powder: Sigma-Aldrich silver flakes, diameter 10 μm
Gold powder: Sigma-Aldrich gold powder, diameter 10 μm or less Carbon black: Denka Black Li-400, Denka
Multi-walled carbon nanotubes: Sigma-Aldrich, diameter 110-170 nm, length 5-9 μm
Lithium titanate powder, spinel: manufactured by Sigma-Aldrich, size 200 nm or less Graphite: manufactured by Sigma-Aldrich, diameter 20 μm or less Ion-treated graphite 1: prepared according to Preparation Example 1 below.
Ion-treated carbon black 1, 2: Prepared according to Preparation Examples 2 and 3 below.
Metal chloride powder Sodium chloride powder: Powder form
Potassium chloride powder: Powder type Addition reaction inhibitor: 1-ethynylcyclohexanol

(調製例1)
上記塩化ナトリウムを1質量%含有するメタノールに分散した上記黒鉛の10質量%を60℃で10時間攪拌し、メタノールを蒸発させてイオン処理黒鉛1を作製した。
(Preparation Example 1)
10% by mass of the graphite dispersed in methanol containing 1% by mass of sodium chloride was stirred at 60° C. for 10 hours, and the methanol was evaporated to prepare ion-treated graphite 1.

(調製例2)
上記塩化ナトリウムを1質量%含有するメタノールに分散したデンカブラックLi-400の10質量%を60℃で10時間攪拌し、メタノールを蒸発させてイオン処理カーボンブラック1を作製した。
(Preparation Example 2)
10% by mass of the Denka Black Li-400 dispersed in methanol containing 1% by mass of sodium chloride was stirred at 60° C. for 10 hours, and the methanol was evaporated to prepare ion-treated carbon black 1.

(調製例3)
調製例2と同様の方法で、塩化ナトリウムを上記塩化カリウムに置き換えてイオン処理カーボンブラック2を作製した。
(Preparation Example 3)
Ion-treated carbon black 2 was prepared in the same manner as in Preparation Example 2, except that sodium chloride was replaced with the above potassium chloride.

[実施例1~27、比較例1~3]
表1~3に記載の組成で、イオン性ポリマー(イオンポリマー)、ヒドロシリル基含有シリコーン、シリコーン樹脂、有機溶剤、導電性向上剤、及び添加剤(ポリグリセリン、付加反応制御剤)をブレンドし(A)成分と(B)成分を作製し、これに(C)成分を加えて表4、5に記載の割合で混合した。(A)成分(A溶液1~26、比較A溶液1~3)、(B)成分(B溶液1~3)の水分含有率(質量%)はカールフィッシャー法で測定した。なお、(A)成分、(B)成分及び(C)成分を混合して得た生体電極組成物中の水分含有率は、(C)成分の配合割合がわずかであり、これに由来する水分は無視できるため、(A)成分と(B)成分の配合量(質量部)と水分含有率から求めることができる。実施例1~27では、いずれの生体電極組成物中の水分含有率も0.2質量%以下であった。
[Examples 1 to 27, Comparative Examples 1 to 3]
In the compositions shown in Tables 1 to 3, ionic polymers (ionic polymers), hydrosilyl group-containing silicones, silicone resins, organic solvents, conductivity enhancers, and additives (polyglycerin, addition reaction control agents) were blended to prepare components (A) and (B), which were then mixed with component (C) in the ratios shown in Tables 4 and 5. The moisture content (mass%) of component (A) (solutions A 1 to 26, comparative solutions A 1 to 3) and component (B) (solutions B 1 to 3) was measured by the Karl Fischer method. The moisture content in the bioelectrode composition obtained by mixing components (A), (B), and (C) can be calculated from the amounts (parts by mass) and moisture content of components (A) and (B), since the blending ratio of component (C) is small and the moisture derived from it can be ignored. In Examples 1 to 27, the moisture content in each bioelectrode composition was 0.2 mass% or less.

Figure 0007507136000042
Figure 0007507136000042

Figure 0007507136000043
Figure 0007507136000043

Figure 0007507136000044
Figure 0007507136000044

(生体信号評価)
ビーマス(Bemis)社の熱可塑性ウレタン(TPU)フィルムのST-604上に、スクリーン印刷によって藤倉化成製の導電ペースト、ドータイトFA-333をコートし、120℃で10分間オーブン中でベークして円の直径が2cmの鍵穴状の導電パターンを印刷した。その上の円形部分に重ねて、表1~3に記載のA成分~C成分の混合物(生体電極組成物)を、混合後1時間経ってからスクリーン印刷で塗布し、室温で10分風乾した後、オーブンを用いて125℃で10分間ベークして溶剤を蒸発させ硬化させて生体電極を作製した(図3)。生体電極が印刷されたウレタンフィルムを切り取って、両面テープを貼り付けて、1つの組成物溶液につき生体電極(生体電極サンプル)を3個作製した(図4)。ここで、図3は熱可塑性ウレタンフィルム20上に導電パターン2が印刷され、硬化してなる生体接触層3が作製された生体電極1を示す図である。図4は導電パターン2が印刷されて硬化した熱可塑性ウレタンフィルム20を切り取って、両面テープ21を貼り付けた生体電極サンプル10を示す図である。
(Biological signal evaluation)
A conductive paste made by Fujikura Kasei, Dotite FA-333, was coated on a thermoplastic urethane (TPU) film ST-604 made by Bemis by screen printing, and baked in an oven at 120°C for 10 minutes to print a keyhole-shaped conductive pattern with a circle diameter of 2 cm. A mixture of components A to C (bioelectrode composition) described in Tables 1 to 3 was applied by screen printing on the circular part on top of the film after 1 hour from mixing, and then air-dried at room temperature for 10 minutes, and baked in an oven at 125°C for 10 minutes to evaporate the solvent and harden the film to produce a bioelectrode (Figure 3). The urethane film on which the bioelectrode was printed was cut out, and double-sided tape was attached to it to produce three bioelectrodes (bioelectrode samples) for each composition solution (Figure 4). Here, Figure 3 is a diagram showing a bioelectrode 1 in which a conductive pattern 2 is printed on a thermoplastic urethane film 20 and a biocontact layer 3 is produced by hardening the conductive pattern 2. FIG. 4 shows a bioelectrode sample 10 obtained by cutting out a thermoplastic urethane film 20 on which a conductive pattern 2 has been printed and cured, and attaching a double-sided tape 21 to the cut piece.

(生体接触層の厚さ測定)
上記で作製した生体電極において、生体接触層の厚さをマイクロメーターを用いて測定した。結果を表4,5に示す。
(Measurement of the thickness of the biological contact layer)
The thickness of the biocontact layer of the bioelectrode prepared above was measured using a micrometer. The results are shown in Tables 4 and 5.

(生体シグナルの測定)
生体電極の導電ペーストによる導電配線パターンとオムロンヘルスケア(株)製携帯心電計HCG-901とを導電線で結び、心電計のプラス電極を図5中の人体のLAの場所、マイナス電極をLLの場所、アースをRAの場所に貼り付けた。貼り付け20分後に心電図の測定を開始し、図6に示されるP、Q、R、S、T波からなる心電図波形(ECGシグナル)が現れるかどうかを確認し、生体電極を剥がした後の肌上に生体電極膜の残渣が発生しているかどうかを観察した。結果を表4,5に示す。
(Measurement of biological signals)
The conductive wiring pattern of the conductive paste of the bioelectrode was connected to a portable electrocardiograph HCG-901 manufactured by Omron Healthcare Co., Ltd. with a conductive wire, and the positive electrode of the electrocardiograph was attached to the LA position of the human body in Fig. 5, the negative electrode to the LL position, and the earth to the RA position. 20 minutes after attachment, the measurement of the electrocardiogram was started, and it was confirmed whether an electrocardiogram waveform (ECG signal) consisting of P, Q, R, S, and T waves shown in Fig. 6 appeared, and it was observed whether residue of the bioelectrode film was generated on the skin after the bioelectrode was peeled off. The results are shown in Tables 4 and 5.

Figure 0007507136000045
Figure 0007507136000045

Figure 0007507136000046
Figure 0007507136000046

表4,5に示されるように、水分含有率を0.2%以下に低減した溶液、あるいは(A)成分としてヒドロキシ基、カルボキシル基、窒素原子、チオール基を含まないエーテル系、エステル系、ケトン系を含有する溶剤を用いて作製した本発明の生体電極組成物を用いて生体接触層を形成した実施例1~27では、良好な生体信号を得たうえ、剥がした後に肌上に残渣が残ることもなかった。 As shown in Tables 4 and 5, in Examples 1 to 27 in which the biocontact layer was formed using a bioelectrode composition of the present invention prepared using a solution with a water content reduced to 0.2% or less, or a solvent containing an ether, ester, or ketone that does not contain a hydroxyl group, carboxyl group, nitrogen atom, or thiol group as component (A), good biosignals were obtained and no residue was left on the skin after peeling.

一方、水分含有率が0.2%を超えた生体電極組成物を用いた場合や、ヒドロキシ基を含有する溶剤(DAA)を用いた場合は、生体信号を得ることは出来たが剥がした後の肌上に残渣が生じた(比較例1~3)。 On the other hand, when a bioelectrode composition with a moisture content exceeding 0.2% was used, or when a solvent containing a hydroxyl group (DAA) was used, biosignals could be obtained, but residue was left on the skin after removal (Comparative Examples 1 to 3).

以上のことから、本発明の生体電極組成物を用いて生体接触層を形成した生体電極であれば、導電性、生体適合性、導電性基材に対する接着性に優れ、イオン導電性が高いために良好な生体信号を得ることが出来、付加反応が阻害されず十分に膜内での架橋反応が進行することにより、剥がした後も肌上に残渣が生じることがない。 From the above, a bioelectrode in which a biocontact layer is formed using the bioelectrode composition of the present invention has excellent electrical conductivity, biocompatibility, and adhesion to conductive substrates, and because of its high ionic conductivity, it can obtain good biosignals, and because the crosslinking reaction within the membrane proceeds sufficiently without inhibiting the addition reaction, no residue is left on the skin even after peeling off.

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。 The present invention is not limited to the above-described embodiment. The above-described embodiment is merely an example, and anything that has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention and exhibits similar effects is included within the technical scope of the present invention.

1…生体電極、 2…導電性基材(導電パターン)、 3…生体接触層、 4…導電性向上剤、 5…イオン性ポリマー、 6…樹脂、 7…生体、 10…生体電極サンプル、 20…熱可塑性ウレタンフィルム、21…両面テープ。 1...bioelectrode, 2...conductive substrate (conductive pattern), 3...biocontact layer, 4...conductivity enhancer, 5...ionic polymer, 6...resin, 7...bioorganism, 10...bioelectrode sample, 20...thermoplastic urethane film, 21...double-sided tape.

Claims (22)

(A)イオン性の高分子材料と、(B)少なくともヒドロシリル基を有する付加反応硬化型のシリコーン、(C)白金族系触媒、及び溶剤を含有する生体電極組成物であって、前記生体電極組成物中の水分の含有率が0.2質量%以下であり、前記溶剤がヒドロキシ基、カルボキシル基、窒素原子、チオール基を含まないエーテル系、エステル系及びケトン系溶剤のうちいずれか1つ以上を含むものであることを特徴とする生体電極組成物。 A bioelectrode composition containing (A) an ionic polymer material, (B) an addition reaction curing type silicone having at least a hydrosilyl group, (C) a platinum group catalyst, and a solvent, the bioelectrode composition having a moisture content of 0.2 mass% or less, and the solvent containing one or more of ether-based, ester-based, and ketone-based solvents that do not contain a hydroxyl group, a carboxyl group, a nitrogen atom, or a thiol group. 前記生体電極組成物が、(A)成分として前記イオン性の高分子材料を含有する溶液と、(B)成分として前記少なくともヒドロシリル基を有する付加反応硬化型のシリコーン、及び(C)成分として前記白金族系触媒を含有する溶液の混合物であって、
前記(A)成分及び前記(B)成分中の水分がどちらも0.2質量%以下であることを特徴とする請求項1に記載の生体電極組成物。
The bioelectrode composition is a mixture of a solution containing the ionic polymer material as component (A), the addition reaction curing type silicone having at least a hydrosilyl group as component (B), and the platinum group catalyst as component (C),
2. The bioelectrode composition according to claim 1, wherein the moisture content in each of the components (A) and (B) is 0.2 mass % or less.
前記(A)成分の溶液の溶剤が、ヒドロキシ基、カルボキシル基、窒素原子、チオール基を含まないエーテル系、エステル系及びケトン系溶剤のうちいずれか1つ以上であり、前記(B)成分が、無溶剤であるか炭化水素系又はエーテル系溶剤の溶液であることを特徴とする請求項2に記載の生体電極組成物。 The bioelectrode composition according to claim 2, characterized in that the solvent of the solution of the component (A) is one or more of ether-based, ester-based, and ketone-based solvents that do not contain a hydroxyl group, a carboxyl group, a nitrogen atom, or a thiol group, and the component (B) is solvent-free or a solution of a hydrocarbon-based or ether-based solvent. 前記(A)成分中の前記イオン性の高分子材料が、フルオロスルホン酸、フルオロスルホンイミド、及びN-カルボニルフルオロスルホンアミドのうちのいずれかのナトリウム塩、カリウム塩、銀塩から選ばれる構造を有する繰り返し単位を含有する高分子化合物であることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の生体電極組成物。 The bioelectrode composition according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the ionic polymer material in component (A) is a polymer compound containing a repeating unit having a structure selected from the sodium salt, potassium salt, and silver salt of any of fluorosulfonic acid, fluorosulfonimide, and N-carbonylfluorosulfonamide. 前記構造が下記一般式(1)-1から(1)-4で示されるものであることを特徴とする請求項4に記載の生体電極組成物。
Figure 0007507136000047
(式中、Rf、Rfは水素原子、フッ素原子、酸素原子、メチル基、又はトリフルオロメチル基であり、Rfが酸素原子の時、Rfも酸素原子であり、結合する炭素原子とともにカルボニル基を形成し、Rf、Rfは水素原子、フッ素原子、又はトリフルオロメチル基であり、かつ、Rf~Rfのうち1つ以上はフッ素原子又はトリフルオロメチル基である。Rf、Rf、Rfは、フッ素原子、炭素数1~4の直鎖状、又は炭素数3、4の分岐状のアルキル基であり、少なくとも1つ以上のフッ素原子を有する。mは1~4の整数である。Mはナトリウム、カリウム、又は銀である。)
The bioelectrode composition according to claim 4, characterized in that the structure is represented by the following general formulas (1)-1 to (1)-4.
Figure 0007507136000047
(In the formula, Rf 1 and Rf 2 are a hydrogen atom, a fluorine atom, an oxygen atom, a methyl group, or a trifluoromethyl group. When Rf 1 is an oxygen atom, Rf 2 is also an oxygen atom and forms a carbonyl group together with the carbon atom to which it is bonded. Rf 3 and Rf 4 are a hydrogen atom, a fluorine atom, or a trifluoromethyl group, and at least one of Rf 1 to Rf 4 is a fluorine atom or a trifluoromethyl group. Rf 5 , Rf 6 , and Rf 7 are a fluorine atom, a linear alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a branched alkyl group having 3 or 4 carbon atoms, and have at least one fluorine atom. m is an integer of 1 to 4. M is sodium, potassium, or silver.)
前記一般式(1)-1、(1)-2で示されるフルオロスルホン酸、(1)-3で示されるスルホンイミド、又は(1)-4で示されるスルホンアミドのナトリウム塩、カリウム塩、銀塩から選ばれる1種以上の繰り返し単位が、下記一般式(2)に記載の繰り返し単位a1~a7から選ばれる1種以上を有する繰り返し単位であることを特徴とする請求項5に記載の生体電極組成物。
Figure 0007507136000048
(式中、R、R、R、R、R10、R11、及びR13は、それぞれ独立に水素原子又はメチル基であり、R、R、R、R、及びR12は、それぞれ独立に単結合、エステル基、あるいはエーテル基、エステル基のいずれか又はこれらの両方を有していてもよい炭素数1~13の直鎖状、炭素数3~12の分岐状又は環状の2価炭化水素基のいずれかである。Rは、炭素数1~4の直鎖状、又は炭素数3~12の分岐状のアルキレン基であり、R中の水素原子のうち、1個又は2個がフッ素原子で置換されていてもよい。X、X、X、X、及びXは、それぞれ独立に単結合、フェニレン基、ナフチレン基、エーテル基、エステル基、アミド基のいずれかであり、Xは、単結合、エーテル基、エステル基のいずれかであり、Xは、単結合、炭素数6~12のアリーレン基、又は-C(=O)-O-X10-であり、X10は炭素数1~12の直鎖状、分岐状、環状のアルキレン基、又は炭素数6~10の2価の芳香族炭化水素基であり、X10中にエーテル基、カルボニル基、エステル基を有していても良い。Yは酸素原子、又は-NR19-基であり、R19は水素原子、炭素数1~4の直鎖状、又は炭素数3、4の分岐状のアルキル基であり、YとRとは結合し環を形成していてもよい。mは1~4の整数である。a1、a2、a3、a4、a5、a6、及びa7は、0≦a1≦1.0、0≦a2≦1.0、0≦a3≦1.0、0≦a4≦1.0、0≦a5≦1.0、0≦a6≦1.0、0≦a7≦1.0であり、0<a1+a2+a3+a4+a5+a6+a7≦1.0を満たす数である。M、Rf、Rf、Rfは前述と同様である。)
The bioelectrode composition according to claim 5, characterized in that the one or more repeating units selected from the sodium salt, potassium salt, and silver salt of fluorosulfonic acid represented by the general formula (1)-1 or (1)-2, sulfonimide represented by the general formula (1)-3, or sulfonamide represented by the general formula (1)-4 are repeating units having one or more repeating units selected from the repeating units a1 to a7 represented by the following general formula (2).
Figure 0007507136000048
(In the formula, R 1 , R 3 , R 5 , R 8 , R 10 , R 11 and R 13 are each independently a hydrogen atom or a methyl group; R 2 , R 4 , R 6 , R 9 and R 12 are each independently a single bond, an ester group, or a linear, branched or cyclic divalent hydrocarbon group having 1 to 13 carbon atoms which may have an ether group, an ester group or both; R 7 is a linear, branched or cyclic alkylene group having 1 to 4 carbon atoms or a branched alkylene group having 3 to 12 carbon atoms, and one or two of the hydrogen atoms in R 7 may be substituted with a fluorine atom; X 1 , X 2 , X 3 , X 4 and X 6 are each independently a single bond, a phenylene group, a naphthylene group, an ether group, an ester group or an amide group; X X 5 is a single bond, an ether group, or an ester group, X 7 is a single bond, an arylene group having 6 to 12 carbon atoms, or -C(=O)-O-X 10 -, X 10 is a linear, branched, or cyclic alkylene group having 1 to 12 carbon atoms, or a divalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 10 carbon atoms, and X 10 may have an ether group, a carbonyl group, or an ester group. Y is an oxygen atom or a -NR 19 - group, R 19 is a hydrogen atom, or a linear alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a branched alkyl group having 3 or 4 carbon atoms, and Y and R 4 may be bonded to form a ring. m is an integer of 1 to 4. a1, a2, a3, a4, a5, a6, and a7 are numbers satisfying 0≦a1≦1.0, 0≦a2≦1.0, 0≦a3≦1.0, 0≦a4≦1.0, 0≦a5≦1.0, 0≦a6≦1.0, and 0≦a7≦1.0, and 0<a1+a2+a3+a4+a5+a6+a7≦1.0. M, Rf 5 , Rf 6 , and Rf 7 are the same as those described above.
前記(B)成分が、ヒドロシリル基を有するオルガノポリシロキサンを含有するものであることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の生体電極組成物。 The bioelectrode composition according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the component (B) contains an organopolysiloxane having a hydrosilyl group. 前記(B)成分が、ヒドロシリル基を有するオルガノポリシロキサンに加えてアルケニル基を有するジオルガノポリシロキサンを含有するものであることを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の生体電極組成物。 The bioelectrode composition according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the (B) component contains a diorganopolysiloxane having an alkenyl group in addition to an organopolysiloxane having a hydrosilyl group. 前記(B)成分として、更にRSiO(4-x)/2単位(Rは炭素数1~10の置換又は非置換の一価炭化水素基、xは2.5~3.5の範囲である。)及びSiO単位を有するシリコーン樹脂を含有するものであることを特徴とする請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の生体電極組成物。 The bioelectrode composition according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the component (B) further contains a silicone resin having R x SiO (4-x)/2 units (R is a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and x is in the range of 2.5 to 3.5) and SiO 2 units. 前記(A)成分が、イオン性の高分子材料に加えてアルケニル基を有するジオルガノシロキサンを含有するものであることを特徴とする請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の生体電極組成物。 The bioelectrode composition according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the component (A) contains a diorganosiloxane having an alkenyl group in addition to an ionic polymer material. 前記(A)成分として、更にRSiO(4-x)/2単位(Rは炭素数1~10の置換又は非置換の一価炭化水素基、xは2.5~3.5の範囲である。)及びSiO単位を有するシリコーン樹脂を含有するものであることを特徴とする請求項10に記載の生体電極組成物。 The bioelectrode composition according to claim 10, characterized in that the component (A) further contains a silicone resin having R x SiO (4-x)/2 units (R is a substituted or unsubstituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and x is in the range of 2.5 to 3.5) and SiO 2 units. 更に(D)成分として、前記(A)成分中又は前記(B)成分中に、カーボン粉、金属粉、ケイ素粉、チタン酸リチウム粉、及び金属塩化物粉から選択される1種類以上を含有するものであることを特徴とする請求項1から請求項11のいずれか1項に記載の生体電極組成物。 The bioelectrode composition according to any one of claims 1 to 11, further comprising, as component (D), one or more selected from carbon powder, metal powder, silicon powder, lithium titanate powder, and metal chloride powder in the component (A) or the component (B). 前記カーボン粉が、カーボンブラック、黒鉛及びカーボンナノチューブのいずれか又はこれらの組み合わせであることを特徴とする請求項12に記載の生体電極組成物。 The bioelectrode composition according to claim 12, characterized in that the carbon powder is any one of carbon black, graphite, and carbon nanotubes, or a combination thereof. 前記カーボン粉が更にイオン成分を含有するものであることを特徴とする請求項13に記載の生体電極組成物。 The bioelectrode composition according to claim 13, characterized in that the carbon powder further contains an ionic component. 前記金属粉が、金、銀、白金、銅、錫、チタン、ニッケル、アルミニウム、タングステン、モリブデン、ルテニウム、クロム、インジウムから選ばれる金属粉であることを特徴とする請求項12に記載の生体電極組成物。 The bioelectrode composition according to claim 12, characterized in that the metal powder is a metal powder selected from gold, silver, platinum, copper, tin, titanium, nickel, aluminum, tungsten, molybdenum, ruthenium, chromium, and indium. 前記金属粉が、銀粉であることを特徴とする請求項15に記載の生体電極組成物。 The bioelectrode composition according to claim 15, characterized in that the metal powder is silver powder. 請求項1から請求項16のいずれか1項に記載の生体電極組成物の製造方法であって、前記(A)イオン性の高分子材料と、前記(B)少なくともヒドロシリル基を有する付加反応硬化型のシリコーン、及び前記(C)白金族系触媒を別々の容器で保管し、生体電極を作製するときにそれぞれを混合して生体電極組成物とすることを特徴とする生体電極組成物の製造方法。 The method for producing a bioelectrode composition according to any one of claims 1 to 16, characterized in that the (A) ionic polymer material, the (B) addition reaction curing type silicone having at least a hydrosilyl group, and the (C) platinum group catalyst are stored in separate containers, and when producing a bioelectrode, they are mixed to produce the bioelectrode composition. 請求項12に記載の生体電極組成物の製造方法であって、前記(D)成分が、前記(C)成分を混合する前か混合と同時に、前記(A)成分又は前記(B)成分中に混合されることを特徴とする生体電極組成物の製造方法。 The method for producing a bioelectrode composition according to claim 12, characterized in that the (D) component is mixed into the (A) component or the (B) component before or simultaneously with mixing the (C) component. 導電性基材と該導電性基材上に形成された生体接触層とを有する生体電極であって、前記生体接触層が、請求項1から請求項16のいずれか1項に記載の生体電極組成物の硬化物であることを特徴とする生体電極。 A bioelectrode having a conductive substrate and a biocontact layer formed on the conductive substrate, the bioelectrode being characterized in that the biocontact layer is a cured product of the bioelectrode composition according to any one of claims 1 to 16. 前記導電性基材が、金、銀、塩化銀、白金、アルミニウム、マグネシウム、スズ、タングステン、鉄、銅、ニッケル、ステンレス、クロム、チタン、炭素、及び導電性ポリマーから選ばれる1種以上を含むものであることを特徴とする請求項19に記載の生体電極。 The bioelectrode according to claim 19, characterized in that the conductive substrate contains one or more selected from gold, silver, silver chloride, platinum, aluminum, magnesium, tin, tungsten, iron, copper, nickel, stainless steel, chromium, titanium, carbon, and conductive polymers. 導電性基材と該導電性基材上に形成された生体接触層とを有する生体電極の製造方法であって、前記導電性基材上に、請求項1から請求項16のいずれか1項に記載の生体電極組成物を塗布し、硬化させることで前記生体接触層を形成することを特徴とする生体電極の製造方法。 A method for manufacturing a bioelectrode having a conductive substrate and a biocontact layer formed on the conductive substrate, the method being characterized in that the bioelectrode composition according to any one of claims 1 to 16 is applied to the conductive substrate and cured to form the biocontact layer. 前記導電性基材として、金、銀、塩化銀、白金、アルミニウム、マグネシウム、スズ、タングステン、鉄、銅、ニッケル、ステンレス、クロム、チタン、炭素、及び導電性ポリマーから選ばれる1種以上を含むものを用いることを特徴とする請求項21に記載の生体電極の製造方法。 The method for manufacturing a bioelectrode according to claim 21, characterized in that the conductive base material contains at least one selected from gold, silver, silver chloride, platinum, aluminum, magnesium, tin, tungsten, iron, copper, nickel, stainless steel, chromium, titanium, carbon, and conductive polymers.
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